Как прогреть подбетонку под фундамент зимой

Обновлено: 02.05.2024

Низкая температура негативно действует на любой строительный раствор, но работы не прекращаются круглый год. Поэтому от правильного прогрева бетона в зимнее время зависит его прочность и скорость строительства. Известно, что этот материал набирает оптимальные кондиции при температуре 20ºС, чего можно добиться только с применением специальных технологий.

Как происходит строительство зимой?

Обязательным компонентом любого бетонного раствора является вода, но при низких температурах она просто замерзает и гидратация цемента прекращается. Кристаллы льда расширяются, и монолит начинает крошиться. Даже при термоизоляции, вместо предусмотренных технологией 28 дней, бетон набирает твердость гораздо дольше, что негативно сказывается на себестоимости работ. Оптимальный выход – электропрогрев бетона, позволяющий ускорить работы и обеспечить нужную прочность.

Это наиболее экономичный метод прогрева бетонной смеси в зимнее время, не требующий больших расходов. Важно, чтобы весь объем прогревался одновременно, чего сложно достигнуть, применяя другие технологии обогрева монолитных конструкций в зимних условиях.

Как прогреть бетон?

Существует немало способов прогрева бетона в холодное зимнее время. Они требуют затрат, которые окупаются за счет сокращения времени работы и соблюдения технологических норм. Рассмотрим наиболее эффективные методики.

Нагревательным проводом

Электропрогрев бетона чаще осуществляется специальным греющим проводом. Для этого он закрепляется на арматуре змейкой, по схеме, схожей с теплым полом, зажимами. Затем заливается смесь температурой не менее 5 градусов. Выведенные концы кабелей присоединяются к источнику тока, применяя понижающий трансформатор.

Для прогрева бетона трансформатором обычно применяется провод ПНСВ разных диаметров со стальной или оцинкованной жилой. В более сложных условиях рекомендуется применять ПТПЖ с двумя жилами, он продолжает электрообогрев даже после повреждения одной из них. Благодаря невысокой стоимости и оптимальным характеристикам популярны провода диаметром 1,2 мм. Кабеля КДБС и ВЕТ могут подключаться и от бытовой сети 220 В, но они стоят дороже, поэтому используются на небольших объектах. Количество провода рассчитывается в зависимости от его характеристик и внешних факторов, но в среднем оно составляет 50-60 м на 1 м³ бетонного раствора.

После укладки провода в опалубку заливается бетонный раствор, по кабелям пускается электричество, они прогревают массу до 50-60ºС со скоростью не более 10 градусов в час. Далее подогретый монолит плавно остывает со скоростью 5 градусов в час. Важно не пренебрегать временем, чтобы температура менялась равномерно, это гарантирует прочность конструкции. После завершения работ провод остается в монолите. К преимуществам этого метода относят:

Невосокая стоимость за счет экономии и электроэнергии, особенно если использовать понижающий трансформатор;
При правильном подборе оборудования можно прогревать большие объемы и конструкции;
Прокладывать провод можно до температуры -15ºС, а вести прогрев до -25ºС.

Электродами

Один из простых способов прогрева бетона – при помощи электродов. Для этого арматура перевязывается проволокой диаметром 8 мм, которая подсоединяется к проводам, выведенным на понижающий трансформатор. Расстояние между электродами, в зависимости от температуры 0,6-1 м.

Применение электродов для прогрева эффективно, когда они подключаются к колоннам или вертикальным конструкциям, поскольку для них достаточно одного электрода, подключаемого к фазе.

При схеме подключения с электродами, проводником выступает вода в бетоне. Но после высыхания сопротивление раствора резко увеличивается, что приводит к перерасходу электроэнергии – это является основным недостатком этого метода.

Инфракрасный прогрев

Инфракрасный прогрев бетонных конструкций осуществляется специальными излучателями. Они включают в себя ТЭН или другие источники тепла и отражатели. При этом способе подогрева бетона излучатель устанавливается на расстояние около 1,2 м от поверхности залитого раствора, которая покрывается полиэтиленом или другим материалом, препятствующим быстрому испарению воды.

Прогрев осуществляется в три этапа: разогрев монолита, прогревание всего объема, постепенное остывание. Эта методика достаточно энергозатратная, поэтому применяется для обогрева труднодоступных мест, сложных конструкций или при стыковке бетонных конструкций.

Метод термоса

Технология прогрева методом термоса проста и довольно экономична. Смесь на заводе разогревается до температуры от 25 до 45ºС, но не выше, чтобы она не начала схватываться заранее. После заливки опалубку обкладывают термоизоляцией. Теплоты, выделяющейся при гидратации достаточно для того, чтобы процесс затвердевания пошел нормально и бетон набрал нужную прочность. Среди преимуществ этого способа выделяют:

Простоту технологии, термоизоляцию можно изготовить своими руками;
Невысокая стоимость, в качестве защитного материала от мороза можно использовать опилки, солому и т.д.;
Обеспечение технологических характеристик бетона.

К недостаткам относят невозможность применения метода для заливки больших площадей, он эффективен для компактных конструкций с ограниченными поверхностями.

Индукционный нагрев

Индукционный прогрев бетона в зимнее время осуществляется при помощи переменного магнитного поля, образующего переменный электрический ток. Металлические конструкции в бетоне нагреваются, передавая энергию раствору.

Изолированный провод (индуктор) прокладывается внутри конструкции, после он периодически включается для повышения температуры арматуры. Это обеспечивает равномерный прогрев всего монолита. Главное условие – арматурный каркас должен быть замкнут.

Другие методы

Существуют и другие способы прогрева бетона, среди которых популярны опалубки с ТЭН и применение тепловых пушек. В первом случае раствор заливается в заранее прогретую опалубку, что сократит время отвердевания и предотвратит возможную деформацию конструкции. Непосредственно при заливке опалубка отключается, а свободная часть немедленно накрывается теплоизоляцией. Температура постепенно поднимается до 80ºС, затем опускается до 60ºС и удерживается до достижения 80% прочности.

Прогрев тепловыми пушками требует возведения вспомогательных теплоизолирующих конструкций над бетоном, куда будет направляться разогретый воздух. Эта методика оправдывает себя там, где нет надежного подключения к электрической сети. В этом случае используется дизельное оборудование, обеспечивающее нормальный прогрев. Нужно учитывать, что использование тепловых пушек стоит дорого. В промышленности используют прогрев бетона паром в специальной двустенной опалубке.

Сколько греть бетон?

Для экономии, время прогрева бетона требуется сократить к минимуму. Но в каждом случае время считается отдельно, что связано с определенными факторами. Это температура наружного воздуха, возможность и качество теплоизоляции, мощность обогревателей.

Обогрев бетона проводом зависит от того, как он проложен внутри конструкции и потребляемой мощности. В общем случае расчет времени зависит от температуры конструкции. В большинстве методик монолит разогревается до 60ºС, но делается это медленно, не более 10 градусов за один час нагрева. Это обеспечивает его равномерность, повышая качество материала. После набора смесью 50% прочности, ее постепенно охлаждают с еще более низкой скоростью в 5ºС за час, с использованием термоизоляции. Таким образом, прогрев может проходить как в течение нескольких часов, так и суток.

Кстати, тема в неправильном разделе. Не плохо бы перенести в "Технология строительного производства".

Из одной замечательной книжки. Если надо подробнее, пишите

Все добавки (природные или искусственные химические продукты) клас-сифицируются по механизму их действия и разделяются на четыре класса:
1-й – добавки, изменяющие растворимость минеральных вяжущих материа-лов и не вступающие с ними в химические реакции;
2-й – добавки, реагирующие с вяжущими с образованием труднораствори-мых или малодиссоциированных комплексных соединений;
3-й – добавки – готовые центры кристаллизации («затравки»);
4-й – органические поверхностно-активные вещества (ПАВ), способные кК адсорбции на поверхности твердой фазы.
В зависимости от назначения (основного эффекта действия) химические добавки для бетонов подразделяются на следующие виды:
1. Регулирующие свойства бетонных смесей:
а) пластифицирующие:
I группы (суперпластфикаторы);
II группы (сильнопласитфицирующие);
III группы (среднепластифицирующие);
IV группы (слабопластифицирующие);
б) стабилизирующие;
в) водоудерживающие;
г) улучшающие перекачиваемость;
д) регулирующие сохраняемость бетонных смесей:
- замедляющие схватывание;
- ускоряющие схватывание;
е) поризующие (для легких бетонов):
- воздухововлекающие;
- пенообразующие;
- газообразующие;
2. Регулирующие твердение бетона:
а) замедляющие твердение;
б) ускоряющие твердение;
3. Повышающие прочность и (или) коррозионную стойкость, морозостой-кость бетона и железобетона, снижающие проницаемость бетона:
а) водоредцирующие I, II, III и IV групп;
б) кольматирующие;
в) воздухововлекающие;
г) газообразующие;
д) повышающие защитные свойства бетона по отношению к стальной арма-туре (ингибиторы коррозии стали).
4. Придающие бетону специальные свойства:
а) гидрофобизирующие I, II и III групп;
б) противоморозные (обеспечивающие твердение при отрицательных тем-пературах);
в) биоцидные;
г) полимерные.
5. Тонкодисперсные минеральные добавки:
а) неактивные;
б) активные;
в) минеральные пластифицирующие.
6. Комплексные добавки:
а) комплексные химические добавки;
б) органо-минеральные добавки.
Выбор добавок
Химические добавки для тяжелого, легкого, мелкозернистого бетонов и строительных растворов следует выбирать на основании рекомендаций норма-тивно-технической документации и технико-экономических расчетов.
Выбор добавки должен производиться в зависимости от технологии приго-товления бетонной смеси и от способа изготовления изделий и конструкций с учетом влияния добавок на свойства бетонной смеси и бетона.
Применение добавок в тяжелом и мелкозернистом бетонах позволяет ре-шить следующие технологические задачи:
- уменьшение расхода дорогого цемента;
- уменьшение расхода дефицитного крупного заполнителя – вплоть до за-мены тяжелого бетона мелкозернистым;
- улучшение технологических и реологических свойств смесей;
- регулирование потери подвижности смесей во времени, скорости процес-сов схватывании и твердения;
сокращение продолжительности тепловой обработки бетона в тепловых аг-регатах;
ускорение сроков распалубливания при естественном твердении бетона в условиях строительной площадки;
повышение прочности, водо- и газонепроницаемости бетона;
повышение морозостойкости, коррозионной стойкости бетона и железобе-тона;
- усиление защитного действия бетона по отношению к арматуре.
Для бетонов, к которым предъявляются специальные требования по долго-вечности (морозостойкости, водонепроницаемости, коррозионной стойкости и другим показателям), выбор добавок следует производить по ведущему агрессив-ному воздействию.
Снижение материалоемкости бетонов может быть достигнуто за счет при-менения водоредуцирующих добавок (суперпластификаторов и комплексных до-бавок на их основе). Их использование позволяет в равнопрочных бетонах уменьшить расход цемента на 15-20%.
Для получения бетонной смеси с требуемыми технологическими свойства-мив ее состав рекомендуется вводить следующие добавки:
- для приготовления литых и высокопрочных бетонных смесей - суперпла-стификаторы и сильнопластифицирующие добавки;
- для снижения жесткости и увеличения подвижности – пластифицирую-щие, воздухововлекающие и комплексные на их основе;
- для повышения однородности и связности бетонной смеси - стабилизи-рующие, слабопластифицирующие, воздухововлекающие, гидрофобизирующие;
- для ускорения твердения или повышения электропроводности смеси - до-бавки ускорителей твердения и ингибиторов коррозии стали.
Для получения бетонов высокой плотности и высокопрочных бетонов клас-сов В40 и более обязательно введение суперпластификаторов на их основе.
Для обеспечения стойкости бетонных и железобетонных конструкций в за-висимости от условий эксплуатации и вида коррозионного воздействия агрессив-ной среды необходимо применять следующие добавки:
- для повышения морозостойкости бетона – воздухововлекающие, газообра-зующие, слабопластифицирующие, гидрофобизирующие;
- для повышения стойкости бетона при воздействии солей, в том числе в условиях капиллярного подсоса и испарения – те же, что для повышения морозо-стойкости, а также суперпластификаторы, гидрофобизирующие и кальматирую-щие;
- для повышения непроницаемости бетона – кольматирующие, водореду-цирующие, воздухововлекающие;
Для повышения защитного действия по отношению к стальной арматуре – ингибиторы коррозии: НН и ННК – для конструкций предназначенных для экс-плуатации в слабоагрессивных средах, а комплексные:НН+ТБН, НН+БХН, НН+БХК – для конструкций, предназначенных для эксплуатации в средне- и сильноагрессивных средах.
Для сокращения режима тепловой обработки, а также для ускорения твер-дения бетонов, выдерживаемых на строительной площадке в естественных усло-виях, в состав бетона следует вводить добавки ускорителей твердения и комплексные на их основе.
Добавки, повышающие защитные свойства бетона по отношению к сталь-ной арматуре (ингибиторы коррозии стали)
Стальная арматура, находящаяся в бетоне на некотором расстоянии от по-верхности конструкции, в сильнощелочной среде (pH=12,5) покрывается из окси-дов и . Толщина этой пленки составляет приблизительно 80-100 А, что вполне достаточно для того, что бы защитить стальную арматуру от воздейст-вия внешней среду. Когда у поверхности арматуры образуется среда, содержащая достаточное количество молекул кислорода, начинается депассивация стали.
В присутствии хлоридов коррозия стали разрушения хлорид ионами защит-ной пленки на металле. Ионы хлора, вступая в химическое взаимодействие, пре-образуют защитную пленку из оксида железа в растворимый хлорид железа. Механизм коррозии включает адсорбцию хлорид-ионов и образование комплекса на поверхности стали.
Основным фактором, обеспечивающим защиту стали от действия хлоридов в бетоне, является низкая проницаемость бетона. Однако, в некоторых случаях даже бетон с низкой проницаемостью не обеспечивает достаточной защиты. В та-ких случаях требуется дополнительная защита стали от коррозии либо путем не-посредственной обработки арматуры, либо путем усиления защиты, обеспечиваемой бетоном. Последнее может быть достигнуто при введении в бе-тон добавок, замедляющих и предотвращающих реакции металла с окружающей средой.
Несмотря на высокую стоимость обработки 1м3 бетона, использование до-бавок считается экономически целесообразным по сравнению с другими доступ-ными методами предотвращения вредного действия хлоридов и сульфатов на сталь.
Добавки-ингибиторы коррозии стали – это вещества, обеспечивающие вы-сокую коррозионную стойкость арматуры в агрессивных средах.
Эффективность добавок, увеличивающих защитные свойства бетона по от-ношению к стальной арматуре, определяют по изменению плотности электриче-ского тока или потенциала стали по специальной методике.
В строительном производстве разработаны и апробированы практикой сле-дующие добавки, повышающие защитные свойства бетона по отношению к стальной арматуре:
- Нитрит натрия НН. Кристаллический продукт белого цвета с желтова-тым оттенком либо его водные растворы. В присутствии хлоридов доза добавки должна быть максимальной для того, что бы предотвратить развитие активной точечной коррозии. Рекомендуемая дозировка добавки – 2-3% от массы цемента.
Нитрит-нитрат натрия ННК. Смесь нитрита и нитрат кальция в соотно-шении по массе 1:1 в виде водного раствора или пасты. Не допускается смешива-ние с растворами ЛСТ. Рекомендуемая дозировка – 2-4% от массы цемента.
Тетраборат натрия ТБН. Бесцветные кристаллы, хорошо растворимые в воде и глицерине. Рекомендуемая дозировка -0,2-3% от массы цемента.
Бихромат натрия БХН. Красные кристаллы, хорошо растворимые в воде, но нерастворимые в органических растворителях. Рекомендуемая дозировка – 0,5% от массы цемента.
Бихромат калия БХК. Оранжево-красные кристаллы, хорошо раствори-мые в воде. Дозировка -0,5% от массы цемента.
Катапин-ингибитор КИ-1. Прозрачная гелеобразная слегка мутная жид-кость от желтого до коричневого цвета, представляющая собой солянокислый раствор катапина и уротрапина. Допускается наличие осадка растворимого при нагревании. Хорошо смешивается с водными растворами солей. Эффективность добавки увеличивается при использовании низкоалюминатных цементов. Требует мягких режимов тепловой обработки бетона. Рекомендуемая дозировка -0,025-0,15% массы цемента (в расчете на сухое вещество).
Механизм действия добавок ингибиторов коррозии стали заключается в том, что в их присутствии происходит быстрое окисление растворимого оксида двухвалентного железа с образованием на поверхности стали пассивирующих за-щитных пленок из гидроксида железа. Постепенно из области действия коррозии исключаются новые участки поверхности стали, и процесс коррозии прекращает-ся. Эффективное замедление обеспечивается только при достаточном количестве добавки, отвечающем необходимому для данной системы отношению ингиби-тор:хлорид (сульфат).
Применение добавок-ингибиторов коррозии стали оказывает влияние на свойства бетонной смеси и бетона, что выражается в увеличении подвижности бе-тонной смеси, снижении диффузионной проницаемости бетона, увеличение элек-тропроводности бетона. Введение добавок-ингибиторов позволяет твердеть бетону при отрицательных температурах.
Прочность бетонов с добавкой ингибиторов коррозии стали изменяется по-разному. Для бетонов и растворов, содержащих НН, через 28 суток отмечается падение прочности на сжатие и растяжение, а бетона содержащие ННК, дают су-щественное увеличение прочности в раннем и более позднем возрасте. Нитрит натрия выщелачивается в течении двух лет, в то время как ННК, который раство-рим в меньшей степени, более эффективно замедляет коррозию. Ингибиторы на основе солей натрия могут увеличить защитный потенциал реакции заполнителя со щелочью, особенно если используются реакционноспособные заполнители.
Использование шлакопортландцементов и высокоалюминатных портланд-цементных для бетонов с добавками-ингибиторами обеспечивает более высокую коррозионную стойкость стали, чем у бетонов на бездобавочных портландцементах.

Минусовая температура отрицательно сказывается на гидратации бетонной смеси. Основная задача зимнего бетонирования — сохранение влаги и поддержка нужного температурного режима для оптимального схватывания бетона. Сегодня мы рассмотрим несложные приёмы, позволяющие проводить бетонные работы в зимний период.

Географическое положение нашей страны диктует свои правила и технологии на все виды строительных работ, проводимых в холодное время года. С повышением отрицательных температур бетонные работы возможны лишь на тех площадках, где заранее заложена техническая возможность электропрогрева или другого вида прогрева бетонной смеси. Как вы уже догадались, речь идет о крупных строительных площадках, где независимо от погодных условий бетон должен литься в строго определенные сроки.

Минусовая температура отрицательно сказывается на гидратации (срок набора прочности) бетонной смеси. Давайте вспомним, из чего она состоит: цемент, песок, вода и щебень. Вода — это катализатор для химической реакции процесса схватывания бетона. При отрицательной температуре происходит вымерзание влаги, которая крайне необходима для процесса набора прочности, потеря прочности бетона ставит под угрозу все дальнейшие виды работ. Основная задача зимнего бетонирования — это сохранение влаги и поддержка нужного температурного режима для оптимального схватывания бетона. Если влага в бетонной смеси закристаллизовалась, то этот бетон уже не спасти, и не стоит ждать оттепели — этот процесс необратим.

Рекомендуемые нормативы зимнего бетонирования:

Оптимальная температура для схватывания бетона +10…+20 °C.
При температуре -20…+10 °C необходимо принимать меры для нормальной гидратации бетона.
При опускании температуры ниже отметки -20 °C все виды бетонных работ запрещены.

Способы прогрева бетона в домашних условиях

При температуре 0…+10 °C допускается работа с бетоном при условии добавления присадок пластификаторов, которые не дают смеси потерять нужный набор прочности. В зависимости от температуры окружающей среды присадка разводится строго в пропорции, указанной в прилагаемой инструкции. Купить антиморозную присадку можно в любом строительном магазине.

В качестве утеплителя прекрасно подходит пенопласт и пенофлекс, но покупать его для одной заливки не слишком рентабельно. Гораздо дешевле купить пенопластовую крошку и засыпать ей плиту, для того, чтобы легкую крошку не сдувало ветром, её необходимо накрыть клеенкой или брезентом, прижав его по периметру заливаемой плиты.

Колонны и стены защищены опалубкой, но все же не будет лишним накрыть открытые участки бетона той же клеенкой или брезентом. Во время набора прочности бетона происходит химическая реакция, благодаря которой сама бетонная смесь выделяет некоторое количество тепла, которое необходимо сохранить дополнительными утеплителями.

Если столбик термометра опустился ниже нуля, то выделяемого тепла уже недостаточно. На промышленных стройках для прогрева бетона при минусовых температурах используют специальные трансформаторы, посредством которых греют бетон нагревательными проводами.

Покупать специальный трансформатор для того, чтобы залить в мороз пару кубов бетона, затея не слишком хорошая. В качестве такого трансформатора вполне реально использовать обычный сварочный трансформатор на 150–200 А. Ниже приведен список материалов, необходимых для прогрева небольшой плиты сварочным аппаратом:

Сварочный аппарат 150–200 ампер.
Провод ПНСВ 1,5мм.
Одинарный алюминиевый провод АВВГ 1x2,5мм.
Изолента ХБ (черная).
Токовые клещи.

Подготовка к прогреву

Греющий провод ПНСВ необходимо разрезать на куски длиной в 17–18 метров. Полученные отрезки (петли) равномерно укладываем и подвязываем по всему арматурному каркасу заливаемой конструкции. Закладываем петли таким образом, чтобы после заливки они находились чуть выше середины плиты, если заливается колонна или стена, слой бетона над петлями должен быть не менее 4 см. Подвязывать греющий провод лучше всего изолированным алюминиевым проводом. Он должен идти не в натяжку, в идеале его нужно расположить в волнообразном порядке. Расстояние между петлями, в зависимости от температуры воздуха, колеблется от 10 до 40 см. Чем ниже минусовая температура, тем меньше расстояние между петлями. Количество прогревочных петель зависит от мощности сварочного аппарата. Одна петля потребляет 17–25 ампер, значит, 6–8 прогревочных петель — это максимум, что вытянет сварочный аппарат на 250 ампер.

При укладке петель важно маркировать концы, как вариант, на один конец каждой петли наматываем полоску изоленты, а второй конец оставляем свободным.

После того как петли уложены и подвязаны, нужно нарастить на них алюминиевые концы, которые потом подключаются к аппарату. Длина холодных концов определяется месторасположением самого сварочного аппарата, но не более 8 метров. Сращиваем петлю и холодный конец при помощи скрутки длиной в 4–5 см. Тщательно изолируем скрутку ХБ-изолентой и укладываем её с таким расчетом, чтобы после заливки она осталась в бетоне, так как на воздухе скрутка сгорит. Маркировку изолентой нужно перенести на присоединяемый холодный конец петли.

Подключение и прогрев

После заливки все холодные концы нужно подключить к сварочному аппарату, концы с маркировкой и без сажаем на разные полюса аппарата. После того как все подключено, проверяем всю схему прогрева и включаем аппарат на минимальной нагрузке регулятора мощности. Токовыми клещами меряем каждую петлю в отдельности, норма 12–14 ампер. Через час добавляем половину запаса мощности аппарата, через два часа выкручиваем регулятор полностью. Очень важно равномерно добавлять амперы на прогревочные петли, на каждой петле должно показывать не более 25 ампер. При температуре -10 °C 20 ампер на петле обеспечивают нормальную температуру, необходимую для схватывания бетона. По мере схватывания бетона ампераж петли падает, что дает возможность постепенно его увеличивать на сварочном аппарате. Перед тем как увеличить, смотрим, упало или нет значение на самих петлях. Если ампераж не изменился с последней проверки, то ждем, когда он упадет хотя бы на 10%, и лишь после этого повышаем ток.

Время прогрева зависит от объема заливки и температуры окружающего воздуха. Так же как и в бетонировании с присадками, дополнительно утепляем заливаемую конструкцию. При морозе до 10 градусов достаточно 48 часов для нормальной гидратации бетона. После того как прогревочные петли отключены, дополнительные утеплители остаются еще минимум 7 дней. Не стоит слишком нагревать бетон, так как это чревато излишним испарением влаги, что в последствии приведет к образованию трещин и потери прочности бетона. Плита под утеплителем должна быть чуть теплой и не более того. Прогрев бетона сварочным аппаратом в домашних условиях требует повышенных мер электробезопасности и должен выполнятся лишь при наличии необходимого запаса знаний электротехники и профессиональных навыков работы со сварочным аппаратом.

При отсутствии сварочного аппарата можно использовать старый способ прогрева — «тепловой шатер». При заливке небольших конструкций над ними возводится палатка из брезента или фанеры, воздух в которой греется с помощью тепловых пушек или газовых обогревателей. Хорошо зарекомендовали себя при таком методе обогрева «Чудо-печки», работающие на дизельном топливе. При экономичном потреблении топлива (2 л на 12 часов) одна печь прогревает 10–15 кубов воздуха теплового шатра до нужной температуры гидратации бетона.

На зиму стройку лучше остановить, как говорится — заморозить. Но уж если «припекло» и необходимо что-то бетонировать, то примите к сведению несколько методик, как это сделать правильно при отрицательных температурах. К сожалению, все эти технологии несут дополнительные затраты. Но если их проигнорировать, то последствия могут быть плачевными — неправильно залитый в зимнее время бетон не наберёт проектную прочность и попросту начнёт крошиться.

Влияние температуры на гидратацию бетона

Идеальные условия для набора прочности бетона — это температура окружающей среды +20 ˚C. При этой температуре он набирает максимальную прочность за 28 суток.

При +5 ˚C процесс застывания бетона увеличивается в два раза. То есть, вместо 28 суток полный набор прочности происходит за 56 дней.

В нулевой или отрицательной температуре гидратация останавливается вообще, а это значит, что в таких условиях бетон не наберёт критическую прочность и после размораживания будет разрушаться (отслаиваться и крошится).

При зимнем бетонировании бетону жизненно необходимо набрать критическую прочность, которая в зависимости от марки, равняется 30–50% полной марочной прочности. При температуре +20 ˚C критическая прочность набирается ориентировочно за трое суток; при +5 ˚C — примерно за 7 суток.

Если бетон замёрзнет, не набрав критическую прочность, то после оттаивания он будет разрушаться и можно смело констатировать, что вся работа пошла насмарку. Но если он замёрзнет, набрав критическую прочность, то страшного ничего не случиться — после оттаивания процесс гидратации восстановится, и бетон наберёт своё.

Из этого следует вывод: бетон должен уходить в зиму, набрав жизненно необходимую критическую прочность. Если вы заливаете фундамент без применения технологий обогрева и использования специальных морозостойких присадок, то опирайтесь на прогноз погоды — как минимум неделю температура не должна падать ниже +5 ˚C. Если днём температура выше этого значения, а ночью незначительно падает (но не ниже 0 ˚C) — ничего страшного. Нужно просто укрыть бетон соломой, торфом, пенопластом, старыми тряпками или другими теплоизолирующими материалами.

Методики, позволяющие заливать бетон зимой

Самой эффективной и относительно простой технологией является применение греющего кабеля. Это, конечно же, недёшево, но лучше немного потратиться зимой, чем делать всю работу заново весной. Например, при использовании греющего кабеля 40 КДБС-35, на каждый кубометр бетонного раствора дополнительно придётся потратить около 4 тысяч рублей. Сюда входит стоимость кабеля и оплата электроэнергии, необходимой для полного и качественного твердения бетона.

Греющим кабелем пользоваться довольно просто: нужно расположить его на обрешётке, чтобы он был в центре бетонной конструкции, подключить к электропитанию и производить заливку бетонного раствора. После полного цикла застывания раствора конец кабеля нужно срезать. А оставшийся в конструкции провод будет служить дополнительным мягким армированием.

Второй эффективной методикой служит установка тепляка над участком бетонирования. Это такой аналог теплицы — её возводят из досок и целлофановой плёнки. Температуру в тепляке необходимо контролировать — она должна быть выше заветных +5 ˚C. В идеале лучше догнать её до +12, +15 ˚C. Для этого в тепляке можно использовать дровяные печи, изготовленные из металлических бочек, или тепловые пушки, работающие от электричества или газа/электричества.

Третий способ — введение в состав бетонного раствора морозостойких присадок . Они делятся на два типа:

Одни снижают температуру замерзания воды. То есть, при морозах до -25 ˚C вода не кристаллизуется и процесс гидратации продолжается. В эту группу входят соли кальция/натрия и поташ (средняя соль калия и угольной кислоты).
Вторые — это ускорители схватывания. Они ускоряют твердение раствора и позволяют бетону быстро набрать критическую прочность при отрицательных температурах. К этой группе принадлежат: нитрит-нитрат кальция; поташ; соли кальция смешанные с мочевиной.

Дозировка этих присадок зависит от уличной температуры:

До -10 ˚C вводят 5–8% от массы цемента.
До -15 ˚C вводят 10% от массы цемента.
До -25 ˚C вводят 15% от массы цемента.

Ещё одна технология — это прогрев раствора. Перед замесом наполнители (щебень, песок, керамзит) прогревают до +55–60 ˚C; цемент до +20 ˚C; воду превращают в кипяток — подают в бетоносмеситель при +90 ˚C. Данная технология позволяет бетону быстро набрать прочность, а строителям убрать опалубки уже через несколько суток.

При этом оптимальная температура заливки, когда бетон подаётся в опалубку, составляет +35–38 ˚C. Если температура бетонного раствора превысит +40 ˚C, то он будет застывать медленнее и при сильных морозах не успеет набрать критическую прочность.

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 бетонного раствора зимой:

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.
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.

Читайте также: