Применение противоморозных добавок в количестве 3 16 от массы цемента обеспечивает твердение бетона

Обновлено: 01.05.2024

Развитие строительной индустрии в последнее десятилетие осуществляется под знаком все возрастающих требований по рациональному и эффективному использованию сырьевых и энергетических ресурсов. Это затрагивает в принципе развитие всех отраслей промышленности строительных материалов, и, прежде всего – изготовление сборных и монолитных бетонных и железобетонных конструкций.

Вложенные файлы: 1 файл

3.docx

Ограничения по применению – в предварительно напряженных железобетонных конструкциях и стыках (каналах) сборно-монолитных и сборных конструкций; в железобетонных конструкциях, расположенных в зоне действия блуждающих токов или находящихся ближе 100 м от источников постоянного тока высокого напряжения.

– Бенотех ПМП-2С – противоморозная добавка с пластифицирующим (водоредуцирующим) эффектом. Добавка «Бенотех ПМП-2С» применяется для предотвращения замерзания бетонных смесей и обеспечения набора прочности бетонов в условиях отрицательных температур до минус 20 °С (при использовании утепленной опалубки или при электропрогреве до минус 25 °С) при изготовлении сборных и монолитных бетонных и железобетонных конструкций и изделий, замоноличивании стыков и швов сборных изделий и конструкций, в том числе подвергаемых электропрогреву.

– Бенотех ПМП-3» состоит из оптимально подобранных солей, понижающих температуру замерзания жидкой фазы бетона и ингибитора коррозии стали. Добавка «Бенотех ПМП-3» применяется в составе бетонных смесей при изготовлении сборных и монолитных, бетонных и железобетонных конструкций и изделий, твердеющих при отрицательных температурах, а также обеспечивает защиту бетонной смеси от замерзания на время от её изготовления до укладки и подачи внешнего тепла.

2.5. Сочетания противоморозных добавок

с добавками другого назначения

Многие из противоморозных добавок относятся также к ускорителям твердения. Однако, поскольку их дозировка намного больше, цемент при введении этих добавок обладает излишне короткими сроками схватывания, что делает затруднительным укладку бетонной смеси, в особенности, если применяют поташ. В его присутствии не только очень сильно сокращаются сроки схватывания цемента и загустевания смеси, но и ухудшается структура цементного камня и снижается морозостойкость бетона. Поэтому в такие противоморозные добавки вводят замедлители схватывания и твердения: тетраборат натрия Na2B4O7 или органические поверхностно-активные вещества из категории лигносульфонатов; их дозировку подбирают экспериментально, исходя из вида цемента и концентрации противоморозной добавки. Тетраборат натрия может храниться неограниченно долго.

Зимнее бетонирование с противоморозными добавками не исключает применения и других добавок из числа описанных ранее: газообразующих и воздухововлекающих, призванных повысить морозостойкость бетона, добавок, снижающих водопотребность (пластификаторов и суперпластификаторов).

Дозировку воздухо- и газообразующих добавок подбирают экспериментально. Обычно она несколько выше, чем при их введении в бетон без противоморозных добавок. При выборе таких добавок нужно следить за тем, чтобы не происходила их быстрая коагуляция, и при необходимости вводить добавки раздельно.

При смешивании противоморозных добавок с воздухововлекающими для повышения точности дозировки последних их вводят в виде растворов с концентрацией до 3%.

Для ускорения растворения противоморозных добавок можно пользоваться водой, подогретой до 40–80°С, а карбамида – только до 40°С. Растворы добавок допускается применять только после того, как они полностью растворятся в воде.

Добавка "Зимняя-П-3" используется при изготовлении монолитных и сборных бетонных и железобетонных конструкций промышленного и гражданского строительства. Добавка не влияет на защитные свойства бетона по отношению к арматуре и не вызывает ее коррозии, не образует высолов на поверхности бетона, не влияет отрицательно на процесс схватывания бетона (нет комкования и т.п.). Добавка обеспечивает твердение бетона или раствора в течение 28 суток при температуре –30оС с набором прочности 30% и более от нормируемой. Диапазон применения добавки: от 0 оС до –30 оС при этом – дозировка добавки по сухому веществу от массы цемента: от 3% до 8–11%.

Выпускается в виде порошка в полиэтиленовых мешках по 20 кг. Рекомендуемая концентрация водных растворов 10–20%. Добавка относится по ГОСТ 12.1.007 к 4-му классу опасности -малоопасное вещество. Цена в 2003г. – 7000 руб. за тонну с НДС.

2.6. Основные свойства противоморозных добавок и особенности их выбора для железобетонных конструкций

Вид противоморозной добавки назначается с учетом ожидаемой отрицательной температуры и данных по нарастанию прочности раствора и бетона (табл. 1и 2).

Количество противоморозных химических добавок к кладочным растворам, % от массы цемента в растворе

Противоморозные добавки | Среднесуточная температура наружнего воздуха, оС | Количество противоморозной добавки, % массы цемента | Ожидаемая прочность раствора, % от марки при твердение на морозе |

1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 |

1.Нитрит натрия (НН) | От 0 до –2„ –3 „ –5„ –6 „ –15 | 2 – 34 – 58 – 10 | 15105 | 504030 | 705540 |

2.Поташ (П) | До –5От –6 до –15„ –16 „ –30 | 51012 | 252010 | 605035 | 806550 |

3.Нитрит натрия + Поташ (НН+П) | „ 0 „ –2„ –3 „ –5„ –6 „ –15„ –16 „ –30 | 1,5 + 1,52,5 + 2,55 + 56 + 6 | 2520155 | 60554035 | 80756045 |

4.Комплексная добавка (НКМ) | „ 0 „ –2„ –3 „ –5„ –6 „ –20 | 2 – 34 – 58 – 10 | 15103 | 503020 | 705030 |

5.Комплексная (НК+ПАЩ-1), (НН+ПАЩ-1) | „ 0 „ –5„ –6 „ –15 | 25 – 6 | 1510 | 5030 | 7050 |

6.Хлорид натрия + хлорид кальция (ХН+ХК) | „ 0 „ –5„ –6 „ –15 | 2 + 0,54 + 2 | 3015 | 8035 | 10050 |

7.ННХК+М (готовый продукт+ мочевина) | „ –3 „ –5„ –6 „ –15„ –16 „ –30 | 51012 | 30205 | 554020 | 855030 |

Примечания: 1. В таблице приведены величины ожидаемой прочности растворов марки М50 и выше, приготовленных на портландцементах. В случае применения добавки нитрита натрия в виде жидкого продукта ожидаемая прочность растворов принимается с коэффициентом 0,8.

При приготовлении раствора на шлакопортландцементе следует принимать коэффициент 0,8 с добавкой нитрита натрия в виде жидкого продукта – 0,65.

2. В связи с различной скоростью твердения растворов с противоморозными добавками, приготовленных на цементах с разными минералогическими составами, данные табл. 3.3 об ожидаемой прочности растворов необходимо предварительно уточнять пробными замесами и испытанием образцов раствора.

3. Число противоморозных добавок рекомендуется назначать исходя из среднесуточной температуры на предстоящую декаду по прогнозам метеослужбы.

4. В случае резкого замедления твердения растворов с противоморозными добавками при температуре ниже рекомендуемой табл. 1. допускается применять дополнительный обогрев конструкций путем установки в помещениях воздухонагревателей или других приборов до температуры не выше 40°С.

Нарастание прочности бетонов на портландцементах

с противоморозными добавками

Добавки иих сочетания | Температуратвердениябетона, °С | Прочность,% от R28, при твердении бетона на морозе запериод, сут. |

НН | -5-10-15 | 302010 | 503525 | 705535 | 907050 |

ХН+ХК | -5-10-15-20 | 35251510 | 65352515 | 80453520 | 100705040 |

НКМ;НК+М | -5-10-15-20 | 30201510 | 50352520 | 70503530 | 90706050 |

ННХК;НН+ХК;ННХК+М | -5-10-15-20-25 | 4025201510 | 6040353015 | 8050454025 | 10080706040 |

П | -5-10-15-20-25 | 5030252520 | 6550404030 | 7570655550 | 10090807060 |

Примечание: При использовании быстротвердеющих портландцементов приведенные в таблице величины следует умножать на коэффициент 1,2, а шлаковых и пуццолановых портландцементов – на 0,8. М - мочевина, П- поташ.

Добавки применяют в виде растворов рабочей или повышенной концентрации. При этом водные растворы применяют взамен воды затворения, которую уменьшают на количество водного раствора добавки.

Количество противоморозных добавок для получения требуемого снижения температуры замерзания воды устанавливаются в зависимости от марки бетона или раствора, марки или активности цемента, подвижности бетонной или растворной смеси, предельной крупности и зернового состава заполнителей.

При введении противоморозных добавок необходимо учитывать следующее:

• содержание в бетонных или растворных смесях противоморозных добавок не должно превышать,% массы цемента: 3- ХН, 7- ХК, 10 – НН, 12 – ННХК и 15-П;

• при необходимости применения только хлорида натрия и кальция сверх допустимого количества к ним следует добавлять ингибиторы коррозии стали;

• если противоморозные добавки особенно ХК и П вызывают недопустимую скорость схватывания цементного теста, нужно дополнительно вводить добавки- замедлители схватывания цемента;

• добавки НН и НКМ несколько улучшают удобоукладываемость бетонных и растворных смесей.

Бетонные смеси с противоморозными добавками допускается применять для изготовления неармированных и армированных конструкций, изделий и деталей. Если бетон при расчетной отрицательной температуре набирает прочность при сжатии не менее 5МПа, к нему не предъявляются требования повышенной водопроницаемости и морозостойкости.

При приготовлении бетонных смесей с противоморозными добавками следует учитывать, что:

• бетонную смесь с добавкой хлорида или нитрата натрия рекомендуется применять с температурой 10–35°С, а с остальными добавками – 10–15°С;

• температура бетона после укладки и уплотнения должна быть выше температуры замерзания водного раствора затворения не менее чем на 5°С;

• для приготовленных смесей могут применяться неподогретые материалы, но не содержащие включений льда, снега и смерзшихся комьев.

При применении холодных заполнителей следует загружать сначала песок, щебень и рабочий водный раствор добавки, после их смешивания в течение 1,5–2 мин – цемент, после чего продолжать перемешивание еще 2,5–3 мин.

Для обеспечения требуемого качества возводимых конструкций и сооружений из бетонных смесей, содержащих противоморозные добавки и твердеющих в условиях отрицательной температуры окружающей среды, следует учитывать требования нормативных документов на добавку (ГОСТ или ТУ).

Бетонную смесь с противоморозной добавкой можно перевозить без утепления, но с обязательной защитой от атмосферных осадков и наледей. Доставленная к месту укладки бетонная смесь должна иметь заданную температуру и подвижность; при невозможности выполнения этих условий ее нужно утеплить.

В зависимости от назначения, принятой технологии работ, концентрации и вида добавки температура бетонной смеси в момент ее укладки может измениться в широких пределах. Однако ее минимальная температура должна быть не менее чем на 5 градусов выше температуры начала замерзания водного раствора добавки.

Укладку бетонной смеси с противоморозной добавкой следует ввести непрерывно. При наличии возможности поверхность бетона следует утеплять. При снегопадах и сильном ветре бетонирование производят в легких тепляках. При возведении монолитных бетонных и железобетонных конструкций во избежание потерь влаги, попадания осадков и образования высолов необходимо их открытую поверхность укрывать слоем гидроизоляционного материала сразу же по окончании бетонирования, а также обеспечить их утепление.

При распалубовании конструкций их прочность должна составлять:

• для предварительно напряженных конструкций – не менее 80% проектной;

• для конструкций, сразу же подвергаемых циклическому замораживанию и оттаиванию – не менее 70% от проектной;

Боковая опалубка, не несущая нагрузок, гидро- и теплоизоляция снимаются по достижении критической прочности.

2.7. Влияние противоморозных добавок на свойства бетонной смеси и бетона

В зависимости от состава и вида цемента, температуры, состава и дозировки противоморозных добавок последние оказывают различное влияние на такие физические свойства бетонной смеси, как водоотделение и реологические характеристики, включая удобообрабатываемость. Приготовление, транспортирование и укладка бетонной смеси с противоморозными добавками. Бетонную смесь с противоморозными добавками, вводимыми с водой затворения, готовят на цементах проектной марки и соответствующих мелких и крупных заполнителях. Запрещается применять смерзшийся заполнитель; температура составляющих зависит от вида и дозировки добавки, условий транспортирования бетонной смеси и области ее применения. При укладке в стыки следует внести поправку на остывание бетонной смеси в зоне контакта конструкций. Если используются подогретые составляющие, то технология приготовления бетонной смеси не отличается от обычной (за исключением использования вместо воды водного раствора добавки).

При выполнении работ с холодными материалами предпочтителен следующий порядок приготовления бетонной смеси: сначала заполнитель вводят в раствор добавки рабочей концентрации и после их перемешивания в течение 1,5–2 мин загружают цемент с последующим перемешиванием в течение 4–5 мин.

В зависимости от назначения, принятой технологии работ, концентрации и вида добавки температура бетонной смеси в момент ее укладки может изменяться в широких пределах. Однако ее минимальная температура должна быть не менее чем на 5 градусов выше температуры начала замерзания водного раствора добавки.

Основная причина прекращения твердения бетонных смесей при воздействии низких температур – замерзания в них воды. Известно, что содержание в воде солей резко снижает температуру ее замерзания. Если в процессе приготовления в бетонную смесь ввести определенное количество растворенных солей, то процесс твердения будет протекать и при температуре ниже 0 0 С.

В качестве противоморозных добавок применяют:

· нитрит натрия (НН) NaNO₂ ;

· хлорид кальция (ХК) CaCl₂ (ГОСТ 450-77) + хлорид натрия (ХН) NaCl ;

· хлорид кальция (ХК) + нитрит натрия (НН);

· комплексное соединение нитрата кальция с мочевиной (НКМ) (ТУ 6-03-266-70);

· нитрит-нитрат кальция (ННК) (ТУ 603-7-04-74) + мочевина (М);

· нитрит-нитрат кальция (ННК) + хлорид кальция (ХК);

· нитрит-нитрат - хлорид кальция (ННХК) + мочевина (М);

Выбор противоморозных добавок и их оптимальное количество зависят от вида бетонируемой конструкции, степени ее армирования, наличия агрессивных сред и блуждающих токов, температуры окружающей среды и др. и осуществляется в соответствии с ГОСТ 24211-2003 «Добавки для бетонов и растворов».

Область применения добавок представлена в таб.10.1

Противоморозные химические добавки запрещается использовать при бетонировании предварительно напряженных конструкций, армированных термически упрочненной сталью; при возведении железобетонных конструкций для электрифицированных железных дорог и промышленных предприятий, где возможно возникновение блуждающих токов способствующих разрушению бетона.

В зависимости от температуры наружного воздуха возможны различные сочетания добавок. Бетон с противоморозными добавками применяют в тех случаях, когда достигается набор критической прочности до их замерзания. Скорости набора прочности бетонами с противоморозными добавками в зависимости от температуры твердения даны в таб. 10.12 При выборе добавок учитывают их стоимость и влияние на физико-механические и технологические свойства бетонов и бетонных смесей. Так при внесении поташа сокращаются сроки схватывания цемента, в результате чего ухудшается удобоукладываемость смеси. Наиболее дешевые и доступные добавки – хлориды кальция и натрия. Добавки вводят в виде водяных растворов в процессе приготовления бетонных смесей в количестве 3---18% от массы цемента. Применение добавок целесообразно в сочетанли с дополнительным подогревом. Растворы, содержащие мочевину, не следует подогревать выше 40 0 С. Растворы солей рабочей концентрации не должны иметь осадков нерастворившихся солей.

Область применения добавок.

Тип конструкций и условия их эксплуатации	Добавки
НН	ХК+ХН	ХК+НН	НКМ, НК+М, ННК+ХК	ННК+М, ННХК, ННХК М	П
Железобетонные конструкции с арматурой диаметром, мм:
более 5	+	-	+	+	+	+
5 и менее	+	-	+	+	-	+
Конструкции монолитные; стыки, имеющие выпуски арматуры или закладные части:
без специальной защиты стали	+	-	-	+	-	+
с металлическими покрытиями	-	-	-	+	-	-
с комбинированными покрытиями	+	-	+	+	+	+
Железобетонные конструкции, предназначенные для эксплуатации:
В воде	+	+	+	+	+	+
В неагрессивной газовой среде при относительной влажности воздуха до 60%	+	+	-	+	+	+
В агрессивной газовой среде	+	-	-	+	-	+

Примечание: Знак (-) означает запрещение применения.

Скорость набора прочности бетона на портландцементах с противоморозными добавками % от R₂₈

Температура твердения, 0 С	Твердение бетона, сут.
Нитрит натрия
-5
-10
-15
Хлорид натрия + хлорид кальция
-5
-10
-15
-20
Нитрит кальция с мочевиной
-5
-10
-15
-20
Нитрит натрия с хлоридом кальция и мочевиной
-5
-10
-15
Температура твердения, 0 С	Твердение бетона, сут.
-20
-25
Мочевина
-5
-10
-15
-20
-25

Некоторые добавки, например хлористые соли, ухудшают качество поверхности возводимых конструкций вследствие образования высолов. Поэтому их применяют при возведении сооружений небольших объемов, к качеству поверхностей которых не предъявляют высоких требований (например, фундаменты, балки). Процесс укладки и уплотнения смесей не отличается от обычных методов бетонирования.

Метод термоса

Заранее нагретую бетонную смесь уложенный в зимних условиях, выдерживают преимущественно методом термоса, основанным на применении утепленной опалубки с устройством сверху защитного слоя. Бетонную смесь температурой 20---80 0 С укладывают в утепленную опалубку, а открытые поверхности защищают от охлаждения. Обогревать ее при этом не требуется, так как количество теплоты, внесенных в смесь при приготовлении, а также выделяющиеся в результате физико-химических процессов взаимодействия цемента с водой (экзотермии), достаточно для ее твердения и набора критической прочности. При проектировании термосного выдерживания бетона подбирают тип опалубки и степень ее утепления. Сущность метода термоса состоит в том, чтобы бетон, остывая до 0 0 С, смог за это время набрать критическую прочность. Учитывая это, назначают толщину и вид утеплителя опалубки. Утепление опалубки выполняют без зазоров и щелей, особенно в местах стыкования теплоизоляции. Для уменьшения продуваемости опалубки и предохранения ее от увлажнения по обшивке прокладывают слой толи.

В качестве защитного слоя применяют толь, картон, фанеру, соломит, по которым могут быть уложены опилки, шлак, шлаковойлок, стекловата. Опалубка может быть двойной, тогда промежутки между ее щитами засыпают опилками, шлаком или заполняют минеральной ватой, пенопластом.

Опалубку из железобетонных плит утепляют с наружной стороны, навешивая на них маты. Поверхность, соприкасающуюся с бетоном, перед началом бетонирования обязательно прогревают. По окончании бетонирования немедленно утепляют верхние открытые поверхности, при этом теплотехнические свойства этого утеплителя (покрытия) должны быть не ниже, чем у основных элементов опалубки.

Опалубку и утеплитель демонтируют по достижении бетоном критической прочности. Поверхности распалубленной конструкции ограждают от резкого перепада температур во избежание образования трещин.

Метод термоса применяют при бетонировании массивных конструкций. Степень массивности оценивают модулем поверхности Мn=F/V, где F- площадь суммарной охлаждаемой поверхности конструкции, м 2 ; V- объем конструкции, м 3 .

При определении Мn не учитывается площадь поверхностей конструкций, соприкасающихся с талым грунтом, хорошо прогретой бетонной поверхностью или каменной кладкой. Для длинномерных изделий и конструкций (например, колон, ригелей, балок) Мn определяют отношением периметра их поперечного сечения к его площади.

5.Электропрогрев бетонной смеси в конструкциях.

Способ электропрогрева бетона в конструкциях основан на использовании выделяемой теплоты при прохождении через него электрического тока. Для подведения напряжения используют электроды различной конструкции и формы. В зависимости от расположения электродов прогрев подразделяют на сквозной и периферийный. При сквозном прогреве электроды располагают по всему сечению, а при периферийном – по наружной поверхности конструкций. Во избежание отложения солей на электродах постоянный ток использовать запрещается.

Для сквозного прогрева колонн, балок, стен и других конструкций, возводимых в деревянной опалубке, применяют стержневые электроды, которые изготовляют из отрезков арматурной стали диаметром до 6мм с заостренным концом. Для установки электродов высверливают отверстия в одном из щитов опалубки таким образом, чтобы электроды не соприкасались с арматурой каркаса. Затем вставляют электрод и ударом молотка фиксируют его в противоположном щите. Расстояние между электродами по горизонтали и вертикали принимают по расчету. Затем осуществляют их коммутацию.

Для периферийного прогрева при слабом армировании и когда исключен контакт арматурой применяют плавающие электроды в виде замкнутой петли. При прогреве плоских конструкций (например, подготовка под полы, дорожные покрытия, ребристые плиты) применяют пластинчатые электроды.

В качестве плавающих электродов применяют полосовую сталь толщиной 3…5, шириной 30…50 мм. Расстояние между ними определяют расчетом. Электроды должны контактировать с бетоном и могут быть несколько утоплены в него. Между ними и бетоном не должно быть зазора. Для этого их нагружают токонепроводящими материалами (досками, кирпичами), сами электроды должны быть без искривлений и перегибов.

Нашивные электроды, так же как и плавающие, относятся к элементам периферийного прогрева. Их производят из круглой арматурной стали или металлических пластин толщиной 2…3 мм. Электроды нашивают на щиты опалубки, а концы загибают под углом 90 0 и выводят наружу. После установки опалубки производят коммутацию электродов. Необходимо помнить, что электроды не должны иметь контакта с арматурой конструкции во избегания короткого замыкания. Поэтому при установки арматурных каркасов используют пластмассовые прокладки и фиксаторы, которые обеспечивают заданную толщину защитного слоя и предотвращают контакт с электродами.

При изготовлении длинномерных конструкций (колонн, ригелей, балок, свай) используют струнные электроды. Выполняют их из гладкой арматурной стали диаметром 4…6 мм. Располагают в центральной части сечения конструкции. Концы электродов отгибают под углом 90 0 и выводят через отверстия в опалубке для подключения коммутирующих проводов.

При периферийном прогреве массивных конструкций, а также элементов зданий малой массивности (стен, резервуаров, ленточных фундаментов) в качестве электродов используют металлические щиты опалубки и арматуру конструкции. В первом случае используют однофазный ток: первую фазу подключают к щитам опалубки, а нулевую- к арматурному каркасу. Во втором случае арматурный каркас не подключают к сети, а каждый элемент опалубки присоединяют к одной из трех фаз. Изоляторами между щитами опалубки служат деревянные брусья.

Однородность температуры поля зависит от схемы расположения электродов и расстояния между ними. Чем ближе друг к другу электроды и чем сильнее армирование конструкции, тем больше будут температурные перепады в твердеющем бетоне, в результате чего режим твердения будет неоднородным и качество бетона ухудшится. Поэтому в каждом конкретном случае рассчитывают схему расположения электродов с учетом степени армирования конструкции. При напряжении на электродах 50…60В расстояние между электродами и арматурой должно быть не менее 25мм, а при 70…85В – не менее 40мм.

Стержневые электроды применяют, как правило, в виде плоских групп, которые подключают к одной фазе. При большой длине конструкций вместо одного электрода устанавливают два или три по длине. Допустимую длину полосового, стержневого или струнного электродов принимают путем расчета минимальной потери напряжения по его длине.

Способы установки электродов и области их применения.

Тип элект-родов	Материал	Способ установки в конструкции	Область применения	Примеча-ние
Стержне-вые	Круглая сталь – стержни диаметром 6…10 мм	Закладывают через отверстие в опалубочных щитах или с открытой стороны бетона	Электропрог-рев конструк-ций толщи-ной не менее 15 см	После элек-тропрогрева остаются в теле бетона
Струнные	Круглая сталь – стержни диаметром 8…12 мм	Устанавливают вдоль оси конструкции	Электропрог-рев слабоар-мированных конструкций	После элек-тропрогрева остаются в теле бетона
Нашивные	Круглая сталь – стержни диаметром 6…10 мм	Укрепляют на вертикальных щитах опалубки с внутренней стороны через 10…20 см	Не ограничено	Имеют мно-горазовое использова-ние
Полосовые	Листовая сталь – полосы, полосовая сталь, полосы толщиной 3 мм	Укрепляют на горизонтальных щитах опалубки, которые укладывают на бетон	Электропро-грев плит	Имеют мно-горазовое использова-ние
Плаваю-щие	Круглая сталь – стержни диаметром более 12 мм	Устанавливают в свежеотформованный бетон на 2…3 см	Не ограничено	Имеют мно-горазовое использова-ние

Для получения высокого качества железобетона строго соблюдают температурный режим прогрева, который разделяют на три стадии:

1. Подъем температуры бетона. Скорость подъема зависит от модуля поверхности:

Скорость подъема С 0 /ч 8 10 15

2. Изотермический прогрев. На этой стадии в бетоне поддерживают заданную температуру. Продолжительность стадии зависит от вида конструкции (прогревают до получения необходимой прочности бетона). Чаще всего на стадии изотермического прогрева достигают критическую прочность бетона.

3. Остывание конструкций. При остывании до 0 0 С бетон продолжает набирать прочность, что особенно важно при бетонировании массивных конструкций.

Для конструкций с Мn = 6…9 применяют режим, при котором к моменту остывания бетон должен набрать прочность не менее критической. Для конструкций с Мn = 9…15 режим такой же, но в конце изотермического прогрева бетон должен набрать не менее 50% прочности. Этим обстоятельством определяется время изотермического прогрева. При изготовлении предварительно напряженных конструкций к моменту окончания изотермического прогрева прочность бетона должна быть не менее 80%.

Нарушение технологического режима электропрогрева может привести к пережогу бетона в результате перегрева бетонной смеси выше 100 0 С, недостаточному набору прочности, образованию трещин в результате неоднородности температурного поля.

Температура разогрева бетона зависит от конструкции и вида цемента

Максимально допускаемые температуры бетона, 0С, при электропрогреве.

Цемент	M_n
6…9	10…15	16…20
Шлакопортландцемент и пуццолановый портландцемент
Портландцемент и быстротвердеющий Портландцемент (БТЦ)

Максимальную температуру прогрева более массивных конструкций назначают из условия получения равномерного температурного поля и исключения в них высоких термонапряжений.

Необходимую температуру прогрева бетона получают изменением напряжения, периодическим отключением и включением всего прогрева или части электродов. При электропрогреве бетонных конструкций с помощью контрольно-измерительных приборов постоянно контролируют напряжение, силу тока и температуру бетона. В первые 3ч прогрева температуру измеряют каждый час, а затем- через 2…3 часа.

Скорость остывания бетона также регулируют.

Допускаемая скорость остывания бетонных конструкций.

Конструкции	M_n	Скорость остывания, 0 С/ч
Бетонные	15…10
Слабоармированные и железобетонные	8…6
Железобетонные	5…3	2…3
Средне- и сильноармированные	8…15	Не более 15

Если скорость остывания превысит допустимую, в бетонной смеси возникнут температурные напряжения, способные разрушить структуру бетона или образовать в нем трещины. Регулируют скорость остывания путем правильного подбора теплоизоляции опалубки.

Перед началом бетонирования проверяют правильность установки электродов и их коммутацию, качество утепления опалубки, определяют надежность контактов электродов с токопроводящими проводами.

При электропрогреве необходимо тщательно выполнять требования электробезопасности и охраны труда.

Бетоны с противоморозными добавками обладают способностью твердеть при отрицательных температурах.

В качестве противоморозных добавок применяют хлористый натрий совместно с хлористым кальцием в количестве до 7,5%; нитрит натрия — до 10%; поташ — до 15% от веса цемента.

Для бетона с противоморозными добавками необходимо создавать такие условия твердения, при которых температура бетона с хлористыми солями или нитритом натрия не опустится ниже минус 15°С, а с поташом — ниже минус 25°С до момента получения бетоном прочности не менее 50 кг/см 2 , а при особых требованиях к бетону по плотности и морозостойкости — не менее 50% проектной прочности.

Количество противоморозных добавок, вводимых в бетонную смесь в зависимости от температуры твердения бетона за период его выдерживания, приведено в таблице ниже:

Количество противоморозных добавок (% от веса цемента), вводимых в бетонную смесь

* — оптимальное количество поташа или нитрита натрия в указанных пределах уточняется строительной лабораторией

** — при температуре бетона до -5ºС возможно применение хлористого кальция в количестве до 3% от веса цемента

Прочность бетона на портландцементах с противоморозными добавками в зависимости от температуры и длительности выдерживания твердеющего бетона ориентировочно может быть определена по приведенной ниже таблице:

Нарастание прочности бетонов на портландцементах с противоморозными добавками

Вид добавки	Температура твердеющего бетона,ºС	Прочность, % от R₂₈ при твердении на морозе через
Вид добавки	Температура твердеющего бетона,ºС	7 суток	14 суток	28 суток	90 суток
Хлористый натрий + хлористый кальций	-5	35	65	80	100
	-10	25	35	45	70
	-15	15	25	35	50
Нитрит натрия (кристаллический)	-5	30	50	70	90
	-10	20	35	55	70
	-15	10	20	35	50
Поташ	-5	50	65	75	100
	-10	30	50	70	90
	-15	25	40	60	80
	-20	25	40	55	70
	-25	20	30	50	60

Примечания:

1. При использовании быстротвердеющих портландцементов приведенные величины прочности умножаются на коэффициент 1,2, а смешанных (шлаковых или пуццолановых) — на 0,8.

2. При использовании нитрита натрия, изготовленного в виде жидкого продукта, а также при сочетании противоморозных добавок с пластифицирующими (СДБ, мылонафт) интенсивность твердения бетона устанавливает строительная лаборатория.

Хлористый кальций и хлористый натрий допускается вводить в бетонные смеси, применяемые для неармированных конструкций, а также для конструкций, армированных нерасчетной арматурой с защитным слоем бетона не менее 50 мм, если в проекте нет указаний о недопустимости применения таких бетонов.

Добавки поташа и нитрита натрия допускается вводить в бетонные смеси, применяемые для бетонных и железобетонных конструкций.

Бетоны с противоморозными добавками нельзя применять в предварительно напряженных конструкциях; в конструкциях, подверженных динамическим нагрузкам; в частях конструкций, расположенных в зоне переменного уровня воды; в железобетонных конструкциях, находящихся в непосредственной близости к источникам постоянного тока высокого напряжения (в пределах до 100 м); в конструкциях, эксплуатируемых при относительной влажности воздуха более 60%, если в зернах заполнителей размером более 0,12 мм имеется реакционноспособный кремнезем; при возведении монолитных дымовых и вентиляционных труб и башенных градирен.

Кроме того, бетоны с добавками хлористого натрия и хлористого кальция не допускается применять для замоноличивания стыков сборных железобетонных конструкций, имеющих выпуски или стальные закладные части без специальной их защиты; в конструкциях, на поверхности которых не допускаются высолы; в конструкциях, по условиям эксплуатации которых не допускается повышенная гигроскопичность. Добавки нитрита натрия не допускается применять в конструкциях, имеющих закладные части из алюминия и его сплавов без специальных защитных покрытий, либо имеющих защитное покрытие из алюминия.

Добавки поташа не допускается применять в конструкциях, эксплуатируемых при относительной влажности воздуха более 75%, при применении закладных частей из алюминия и его сплавов без специальных защитных покрытий, либо имеющих защитное покрытие из цинка или алюминия.

Бетонную смесь с противоморозными добавками можно транспортировать в неутепленной таре. Предельная продолжительность транспортирования и допустимый срок укладки бетонной смеси зависят от допустимых величин потери подвижности, их устанавливает строительная лаборатория.

Укладываемая в конструкцию бетонная смесь не должна содержать частиц льда, снега и смерзшихся комьев материала. Температура смеси после укладки и уплотнения должна превышать температуру замерзания используемых водных растворов противоморозных добавок (с учетом влажности заполнителей) не менее чем на 5°С.

Бетонную смесь с противоморозными добавками укладывают в конструкции и уплотняют, соблюдая общие правила укладки.

Поверхность бетона, не защищенную опалубкой, укрывают во избежание вымораживания влаги. Бетон выдерживают под укрытием до получения распалубочной прочности.

Если после укладки бетона температура его понизилась ниже расчетной, принятой при установлении концентрации водных растворов противоморозных добавок, уложенный бетон утепляют сухими опилками (слоем 10—15 см), сухим песком (слоем 30—40 см), снегом (слоем 40—60 см) или сочетают выдерживание бетона по способу термоса с искусственным обогревом до достижения бетоном прочности не менее 50 кг/см 2 , а при особых требованиях к бетону по плотности и морозостойкости — не менее 50% проектной прочности.

Конструкции из бетонов с противоморозными добавками распалубливают и загружают по достижении бетоном прочности, указанной в табл. 15, в соответствии с требованиями, приведенными в разделе «Распалубливание конструкций»

Главное качество бетона – его прочность, которой он обязан реакциям гидратации, происходящим в цементном растворе.

Из чего состоит бетон, и как он отвердевает при различных температурах

Бетон на основе цемента обычно включает цемент, воду, песок, гравий или щебень.

В результате взаимодействия воды с мельчайшими частицами минерал ов цемента образуются прочные соединения. Этот процесс состоит из двух стадий:

На первом этапе образуются кристаллы, которые скрепляются друг с другом, образуя через 10-20 часов своеобразную « решетку » – каркас будущего бетонного камня. Происходит «схватывание». Затем начинается образование мелкопористой структуры бетона с участием силикатов.

Для того, чтобы бетон отвердел, требуется время. При температуре плюс 20° Цельсия первые 28 дней бетон отвердевает быстро и к окончанию этого срока набирает расчетную прочность.

Каталог продукции CEMMIX

CemFrio

Универсальная комплексная противоморозная добавка для бетона.

HotIce

Комплексная противоморозная добавка для проведения работ при отрицательных температурах

Интересно!

Длительное отвердевание бетона можно использовать для экономии цемента. Обычно после истечения 28 суток бетонный камень продолжает упрочняться, хотя скорость процесса значительно снижается; в итоге набирается прочность больше заявленной. Если предусмотреть расчетные нагрузки на более поздний период, через 90-180 суток, количество цемента можно немного уменьшить.

Видео: сколько твердеет бетон

Видео: Как ускорить твердение бетона

Для чего нужны противоморозные добавки

В норм альных условиях бетон отвердевает при температуре от плюс 5 до 35 ° Цельсия.

Но что произойдет, если температура будет снижаться?

Чем ниже температура воздуха, тем медленнее будет происходить отвердевание. При температуре ниже нуля вода в бетонном растворе начинает кристаллизоваться, и процесс отвердевания прекращается. Ледяные кристаллы нарушают процесс связывания бетона с арматурой, способствуя в дальнейшем ее отслаиванию.

Важно!

Для работ с бетоном желательно, чтобы среднесуточная температура воздуха превышала + 5 ° Цельсия. При температуре ниже –4° Цельсия бетон теряет до 50% прочности.

В случае, если температура то поднимается выше нуля, то опускается ниже, бетон то набирает прочность, то прекращает. В итоге отвердевание происходит дольше.

Бетонирование желательно производить в теплое время года. Но климатические условия в большинстве регионов России таковы, что оптимальная температура для работы с бетоном случается только в очень ограниченные периоды. Замораживать стройку на полгода из-за наступления холодов не всегда выгодно. Есть недостатки и у бетонирования в теплый сезон: в летнюю жару бетон слишком быстро схватывается, а осенью часто выпадают осадки.

Возможные причины бетонирования в холодный сезон:

Бетонирование на слабом грунте, которое в теплый сезон затруднено.

Желание сэкономить на цементе, поскольку зимой он дешевле.

Необходимость срочно заняться строительством.

Чтобы обеспечить отвердевание, при бетонировании в зимнее время применяются особые меры:

укрывание пленкой и утеплителями;

устройство временного укрытия, прогреваемого тепловыми пушками;

При незначительном понижении температуры увеличивают количество цемента в растворе.

Все виды прогрева – довольно сложные мероприятия, которые к тому же требуют дополнительных расходов: бетон нужно равномерно прогревать либо не давать ему охлаждаться в течение всего периода набора критической прочности. Зимнее бетонирование может потребовать вложения средств на 20-30% больше, чем летнее.

Важно!

Время отвердевания зависит не только от температуры воздуха, но и от типа бетона.

Если бетон успеет набрать критическую прочность до заморозков, то после оттаивания отвердевание продолжится. Но если промерзает бетон, не набравший критическую прочность, вода кристаллизуется, и в бетоне появятся полости и трещины, снижающие его прочность.

Важно!

Если нет данных о критической прочности, ее принимают за 70% от проектной прочности.

Введение противоморозных добавок – самый простой и экономически выгодный вариант бетонирования в условиях низких температур.

Противоморозные добавки

По своему действию противоморозные добавки делятся на три группы:

Антифризы (поташ, нитрит натрия, хлориды кальция и натрия). Снижают температуру застывания воды. Время отвердевания немного уменьшают.

Ускорители отвердевания (поташ, смеси хлорида кальция с карбамидом или нитритом кальция). Суть их работы в увеличении скорости растворения силикатных компонентов цемента, в результате чего образуются соли, снижающие точку замерзания раствора.

Сульфаты. Эти соли выделяют тепло, благодаря чему ускоряют протекающие в растворе реакции.

Основные компоненты противоморозных добавок и их воздействие на бетон.

Противоморозные присадки бывают сухими и жидкими.

Поташ (карбонат калия). Ускоряет застывание бетона, снижает температуру замерзания смеси. Используется совместно с тетраборатом натрия (бурой), так как в чистом виде снижает прочность бетона. Смесь с добавлением поташа быстро схватывается, что усложняет укладку, поэтому нуждается в добавлении суперпластификатора.

Важно!

Карбонат калия относится к опасным веществам, требующим соблюдения мер безопасности.

Тетраборат натрия. Может использоваться вместе с поташем либо как самостоятельная добавка, которая сохраняет структуру бетона после размораживания, уменьшает водопроницаемость бетона, увеличивает его прочность и предотвращает растрескивание.

Формиат натрия (кальция). Ускоряет отвердевание бетона и работает как пластификатор. Применяется совместно с лигносульфнатом нафталина.

Важно!

В качестве противоморозной добавки формиат натрия или кальция применяется в концентрации не выше 6% от смеси.

Нитрит натрия. Снижает точку замерзания воды в смеси. Может использоваться при температуре от 0° до минус 25° С.

Важно!

Вещество ядовито и пожароопасно; его применение требует осторожности. Его нельзя смешивать с лигносульфоновыми кислотами, так как продукт реакции – токсичный газ.

Определить наличие этих компонентов в комплексной добавке можно по маркировке:

М – мочевина (карбамид),

НК – нитрит кальция,

М НК – мочевина и нитрат кальция,

ХК – хлорид кальция (не применяется в армированном бетоне, так как способствует коррозии),

П – карбонат калия (поташ).

К жидким добавкам относится аммиачная вода, которую получают путем растворения в воде аммиачного газа. Эта присадка не только придает морозоустойчивость бетону, но и не способствует коррозии арматуры, в отличие от многих других противоморозных добавок. Кроме того, она замедляет застывание бетона, а не ускоряет его.

Типы добавок

Добавки промышленного производства обычно выполняют несколько функций:

снижают температуру замерзания смеси;

регулируют скорость набора прочности;

ускоряют протекающие в растворе реакции;

изменяют характеристики смеси.

Противоморозные добавки могут одновременно придавать бетонному раствору дополнительные характеристики:

Увеличивают подвижность смеси, способствуя ее оптимальному распределению, уменьшают количество цемента в смеси, повышают влагостойкость бетона (пластификаторы). Изготавливаются на основе органических полиакрилатов либо сульфатов меламиновой смолы или нафталина.

Повышают прочность бетона (упрочняющие добавки). Содержат сульфаты железа, алюминия, нитрит и хлорид кальция.

Противодействуют коррозии арматуры, увеличивая срок службы изделий (коррозионностойкие).

Регуляторы подвижности. Продлевают время работы с бетоном, препятствуя быстрому схватыванию.

Комплексные добавки обеспечивают воздействие по нескольким направлениям.

Расход добавок для бетона

Пропорции добавления присадок в бетонную смесь могут быть разными у разных добавок. Эту информацию необходимо уточнять в инструкции. Несоблюдение рекомендаций производителя влечет снижение качества бетона.

Обычно расход добавок невелик и варьируется в пределах 1-2%.

Антифризы добавляют в концентрации 10-15% от массы раствора; усилители отвердевания – 3-5% от массы цемента; соли-ускорители – 2-4% от общей массы.

Расход добавок может зависеть от следующих факторов:

уход за бетоном во время набора прочности.

Важно!

Добавки предварительно растворяют в воде.

Области применения

Противоморозные добавки необходимы при работе с объектами, которые находятся на открытом воздухе или в неотапливаемом (строящемся) помещении:

Меры предосторожности

Большинство противоморозных присадок – агрессивные химические вещества; некоторые из них токсичны.

Правила работы с добавками:

Надеть спецодежду и резиновые сапоги.

Использовать респираторы, защитные очки, перчатки.

При работе в помещении обеспечить проветривание.

Избегать попадания добавок на кожу. Если это произошло, тщательно промыть водой и мылом.

При попадании в глаза обильно промыть и немедленно обратиться к врачу.

По окончании работ вымыть лицо и руки.

Особенности национальной заливки бетона . Как заливать бетон при низких температурах

Защита от мороза требуется не только при заливке зимой. Отвердевание бетона происходит в течение минимум 1 месяца, а первые заморозки в средней полосе России возможны уже в октябре. Поэтому при осенней заливке меры предосторожности тоже необходимы.

Согласно СНиП 3.03.01-87 «Несущие и ограждающие конструкции», необходимо соблюдать следующие правила заливки бетона в холодное время года:

Замешивать раствор в устройствах с подогревом либо в теплом помещении.

Использовать подогретую воду и компоненты смеси (кроме цемента). Вода должна быть нагрета до температуры не более 70° С.

Не использовать смерзшиеся материалы.

Арматуру предварительно подогреть.

Увеличить длительность процесса вибрационного формирования на 25%.

Проследить, чтобы до момента промерзания бетон набрал прочность не менее 5 МПа.

При зимнем замесе меняется порядок закладки компонентов смеси: сначала заливается вода, затем закладывается пгс и делается несколько оборотов, а цемент закладывается в последнюю очередь. Время замешивания увеличивается на 20-50%.

Важно!

Перед началом бетонирования необходимо очистить снег и наледь с опалубки и прогреть ее, а также устроить укрытие от возможных осадков. Для прогрева используют переносные жаровни либо тепловые пушки.

При замесе бетонного раствора из подогретых ингредиентов смесь получается теплой. Помимо этого, реакции, происходящие в растворе, идут с выделением тепла. Поэтому, если укрыть залитую конструкцию теплоизолирующими материалами, создается «эффект термоса», препятствующий замерзанию, а в это время бетон успеет набрать критическую прочность, после чего замерзание уже не окажет негативного влияния на его свойства.

Зимнее бетонирование производят непрерывно. Каждый слой заливается до того, как на поверхности предыдущего образовалась пленка, пока он влажный. Залитые части сразу закрываются теплоизолирующими материалами.

Заменить трудоемкие и недешевые работы по подогреву бетона в период отвердевания можно использованием противоморозных добавок.

Важно!

Бетонные изделия, изготовленные при низких температурах с использованием противоморозных добавок, набирают прочность на 28 сутки около 30% от проектной. После оттаивания набор прочности продолжится, поэтому зимой полностью нагружать изделия нельзя.

Видео: особенности зимнего бетонирования

Уход за бетоном

Процессы отвердевания бетона происходят быстрее у поверхности изделий. Вначале образуется тонкая «корочка» из гидросиликата натрия, затем начинается поверхностное стягивание и затем отвердевание в массе. Из-за того, что состояние бетона у поверхности и в глубине разное, при слишком быстром высыхании могут образовываться трещины.

Основная цель ухода за бетоном в период набора критической прочности – обеспечение оптимальной температуры и влажности. В летнее время это достигается поливанием бетона водой.

При отрицательных температурах вода вымерзает.

Поэтому основные мероприятия по уходу за бетоном включают:

применение противоморозных добавок (либо прогревание);

укрытие поверхности теплоизолирующими материалами.

Видео: правильный уход за бетоном после заливки

Недостатки противоморозных добавок

Наряду с преимуществами, противоморозные добавки имеют ряд недостатков:

увеличивают расход цемента;

некоторые добавки могут быть токсичными;

некоторые виды добавок могут способствовать коррозии арматуры;

могут снижать скорость набора прочности бетона.

Самодельная противоморозная добавка для бетона

Для понижения точки замерзания воды можно использовать хлориды, например, хлорид кальция, а в домашних условиях – и хлорид натрия (поваренную соль) в концентрации 2-4% от общем массы раствора (2% при температуре не ниже –5° С, 4% – при температуре до –10° С). Недостаток такой добавки – она вызывает коррозию металла, поэтому для армированных конструкций не подходит.

Важно!

Самодельные противоморозные добавки работают при температуре до –10° С.

Оптимальный выбор – готовые добавки. Они сбалансированы, функциональны и снабжены четкими инструкциями по дозировке и способу применения.

Климатические условия большей части территории России обеспечивают оптимальную для бетонных работ температуру в очень ограниченные промежутки времени, поэтому строители сталкиваются с необходимостью заливки бетона при низких температурах. Для набора прочности в условиях отрицательных температур необходимо либо проводить дорогостоящие и трудоемкие мероприятия по согреванию бетона, либо воспользоваться противоморозными добавками, разнообразие которых позволяет выбрать подходящий состав для любого типа сооружений и погодных условий.

Широко используемый в строительстве материал — бетон — требует особых условий для набора прочности.

Как происходит отвердевание бетона

Основной компонент бетона — цемент, который является вяжущим водного твердения. Это означает, что для превращения порошкового компонента в твердый, подобный камню, материал, необходимо смешать цемент с водой, которая запустит в смеси реакции гидратации.

Помимо цемента и воды, в состав бетонных смесей вводят мелкие и крупные заполнители (песок и гравий либо щебень соответственно).

Из школьного курса химии мы знаем, что в каждом типе химических реакций вещества реагируют друг с другом в определенных пропорциях. Скажем, чтобы прошли реакции гидратации в бетонной смеси, соотношение воды к цементу, иначе называемое водоцементным соотношением, должно составлять 0,3.

Излишняя вода, добавленная в смесь ради более пластичной и удобной в работе консистенции, в итоге не вовлекается в реакции гидратации, со временем испаряется, оставляя в структуре бетона полости, снижающие его прочность.

Справка

Проблема жесткости бетонной смеси успешно решается сегодня добавлением пластификаторов, которые позволяют, не увеличивая количество воды замеса (а значит, не снижая прочность готового бетона) получить подвижные бетонные смеси.

Советуем изучить: Пластификаторы

Почему низкие температуры мешают набору прочности бетона

В процессе реакций гидратации, которые протекают в бетонной смеси, образуются прочные кристаллические соединения. Но для полноценного протекания этих реакций необходимы определенные условия:

температура окружающей среды +18–22° С;
практически стопроцентная влажность воздуха.

Особенно важно соблюдение этих условий в период набора критической прочности. Она указывается в проектной документации и составляет 30–50% от проектной прочности бетона. Обычно этот показатель достигается на 4–6-й день твердения бетона. Далее условия могут быть не оптимальными.

При замесе бетонная смесь содержит довольно большое количество воды, которая еще не прореагировала с цементом, и эта ситуация продолжается до достижения бетоном критической прочности. Если в это время температура окружающей среды снижается, скорость протекания реакций гидратации снижается тоже, а при температуре ниже +5°С твердение практически останавливается. При отрицательных температурах вода в смеси замерзает, и реакции гидратации прекращаются, следовательно, и твердение бетона останавливается.

Какие проблемы возникают при низких температурах:

реакции гидратации замедляются либо вовсе прекращаются;
промерзание материала приводит к его расширению и росту внутреннего давления;
вокруг арматуры образуются кристаллы льда, что ослабляет сцепление бетона с арматурой.

Все это приводит к получению бетонных изделий низкого качества.

Важно!

Если бетон не достиг критической прочности и замерз, после оттаивания он снова начнет твердеть, однако будет в итоге менее прочным. Бетон, достигший критической прочности, уже можно подвергать замерзанию. После оттаивания он наберет прочность.

Почему бетонируют при низких температурах

Если для бетона вредны температуры ниже +5°С, почему бетонные работы проводят в подобных условиях?

Ответ прост: иногда просто нет выбора.

В России немало регионов, где оптимальные для бетонирования температурные условия появляются очень ненадолго. Фактически, это поздняя весна либо ранняя осень. Было бы странно отменять строительные работы все остальное время в году.

Но это не единственная причина; иногда на зимнее бетонирование идут сознательно по следующим причинам:

зимой могут быть ниже цены на строительные материалы;
на слабых грунтах в некоторых случаях бетонирование фундаментов возможно только зимой;
тяжелой технике легче проехать по промерзшим подъездным путям.

Как бетонируют при низких температурах

Однако и зимой можно получить бетонные изделия высокого качества. Для этого разработаны и с успехом применяются специальные методы.

Важно!

Бетонирование при среднесуточных температурах ниже +5°С или при минимальных суточных температурах ниже 0° С называется, согласно СП 70.13330, зимним бетонированием.

Для бетонирования при пониженных температурах используют высокомарочные быстротвердеющие цементы и портландцементы.

Технология бетонирования при пониженных температурах предусматривает следующие меры:

предотвращение замерзания бетонной смеси во время ее транспортировки, укладывания, уплотнения;
предотвращение замерзания смеси до достижения ею критической прочности.

Фактически, применяются следующие мероприятия:

введение в состав бетонной смеси определенных добавок;
устройство укрытий (тепляков);
сохранение тепла в бетонной смеси;
прогрев свежеуложенного бетона.

Как готовят бетонную смесь для работ при пониженных температурах

Бетонная смесь, предназначенная для укладки, должна иметь температуру не ниже +5° С. Зимой во время транспортировки смесь остывает, поэтому ее можно заранее приготовить теплой, рассчитав время так, чтобы она сохраняла нужную температуру к моменту прибытия на стройку.

Важно!

Время транспортировки бетонной смеси не должно превышать 4 часа.

Для приготовления смеси или раствора используют теплую и даже горячую (до 70° С) воду; прогревают также заполнители. Цемент прогревать нельзя, поскольку он может завариться. Затем замешивают смесь.

Важно!

Опалубку и арматуру тоже прогревают, используя теплый воздух.

Если же предстоит длительная транспортировка раствора, применяют противоморозные добавки.

Метод термоса и метод сухого горячего термоса

Одним из методов зимнего бетонирования является сохранение тепла в бетонной смеси.

Дело в том, что реакции гидратации протекают с выделением тепла; иначе говоря, это экзотермические реакции.

Поэтому, если приготовить бетон на теплой воде и прогретых заполнителях, затем уложить его в прогретую опалубку и укрыть, выделяемого в процессе реакций гидратации тепла может хватить для обогревания бетона до достижения им критической прочности. Для укрывания используют обычно теплоизолирующие материалы, такие, как пенопласт, доски, специальные маты, пленка ПВХ.

Температуру внутри бетона постоянно измеряют, чтобы не допустить большого температурного градиента между температурой внутри конструкции и на ее поверхности. Большой температурный градиент может привести к росту давления внутри конструкции, и ее может «разорвать».

Метод термоса применяется самостоятельно либо в комбинации с ускорителями твердения бетона, благодаря которым бетон быстрее набирает прочность.

К плюсам метода термоса относятся:

доступность;
простота;
экономичность.

Но есть и недостатки: он не подходит для небольших, тонкостенных или конструкций с большой площадью охлаждения, а также не эффективен при очень низких температурах.

Частный случай метода термоса — метод сухого горячего термоса, который позволяет укладывать бетон на промороженное основание:

Устраивается утепленная опалубка.
На дно опалубки насыпают разогретый до температуры 200–300°С керамзит.
Керамзиту дают остыть до температуры 100°С.
Укладывают и уплотняют бетон, замешанный на теплой воде.

В итоге тепла от реакций гидратации и от остывающего керамзита хватает, чтобы бетон успел набрать критическую прочность.

Тепляки

Тепляками называют шатры, которые устанавливают над уложенным бетоном. Внутри тепляков устанавливают тепловые пушки с таким расчетом, чтобы поддерживать температуру выше +5°С.

Этот метод довольно универсальный, однако его минусом является затратность: надо иметь оборудование, обеспечить герметичность шатра, тратить электроэнергию.

Методы прогрева бетона

В случаях, когда методы сохранения тепла не подходят, используют разнообразные способы прогрева уложенного бетона:

электродный;
кондуктивный;
инфракрасный;
индукционный.

Как понятно из названий, используется прогрев электродами, инфракрасным излучением, электромагнитным полем.

Все эти способы очень эффективны, но требуют использования дорогостоящего оборудования и трудозатрат для его установки.

Важно!

Все методы прогрева бетона и сохранения тепла (так называемый теплый бетон) являются технически сложными, требующими наличия оборудования и проведения предварительных точных расчетов.

Применение противоморозных добавок

Помимо «теплого» бетона бывает бетон «холодный». Это бетон, который не обогревают, а используют противоморозные добавки.

Противоморозные добавки работают в разных направлениях:

ускоряют протекание реакций гидратации, благодаря чему бетон быстрее набирает критическую прочность;
понижают температуру замерзания воды.

Важно!

Схватывание бетона происходит в первые 2 часа после укладки. Чем ниже водоцементное соотношение, тем большая доля воды замеса вовлекается в реакции гидратации. Но при низком водоцементном соотношении смесь или раствор получаются жесткими и неудобными в работе. Поэтому противоморозные добавки работают одновременно как ускорители и пластификаторы.

Обзор противоморозных добавок

Для ускорения набора прочности в бетонные смеси и цементные растворы вводят разные добавки:

хлористые соли;
нитраты;
карбонаты.

Они увеличивают скорость твердения в первые сутки не менее, чем на 30%.

Однако в их использовании есть ряд ограничений:

хлористые соли несовместимы с металлической арматурой, поскольку вызывают ее коррозию;
высокощелочные портландцементы и цементы, полученные из клинкера с высоким содержанием алюмосиликатов несовместимы с солями-электролитами;
калийные и натриевые соли несовместимы с заполнителем потенциально реакционно-способных пород;
поташ не применяют при температурах выше 0° С, поскольку он резко ускоряет схватывание бетона и делает невозможной работу с ним, также поташ не используют в бетонах с проводкой.

Кроме того, использование солей может привести к образованию высолов на поверхности бетона.

Вот почему выгодным и удобным способом вести строительные и ремонтные работы с применением бетонных смесей и цементных растворов при низких температурах является использование специальных современных противоморозных добавок, например, CemFrio и HotIce от CEMMIX, которые совмещают свойства протвоморозных добавок и пластификатора, а значит, не только позволяют работать зимой, но и повышают удобство работы с бетонной смесью.

Рассмотрим, каковы преимущества использования современных противоморозных добавок CemFrio и HotIce от CEMMIX:

дают возможность проводить работы при температуре –20° С без обогревающих мероприятий;
не оказывают негативного влияния на арматуру;
добавки совместимы с любыми видами портландцемента;
сочетают противоморозное действие с ускоряющим и пластифицирующим, то есть, по сути, три в одном;
экономия цемента при использовании добавок может достигать 10%, что перекрывает стоимость добавки с лихвой;
улучшают обрабатываемость бетона;
увеличивают прочность изделий не менее, чем на 10%;
улучшают сцепляемость с арматурой;
безопасны для человека.

Таким образом, применяя противоморозные добавки CEMMIX, вы получается подвижную, удобоукладываемую бетонную смесь, которая бытро наберет распалубочную прочность даже при очень низких температурах.

Важно, что готовые добавки удобны для дозирования, ими легко пользоваться.

Интересно!

Розничная цена CemFrio в магазинах LeroyMerlin составляет 75 рублей за литр. При рекомендованной дозировке добавки экономия денежных средств на цементе при изготовлении 1000 кубометров бетона В25 составит порядка 130 тысяч рублей.

Можно ли сделать противоморозную добавку своими руками

Домашние умельцы используют подручные средства для добавления в бетонную смесь. Так, в качестве пластификаторов зачастую рекомендуют использовать моющие средства: средства для мытья посуды, недорогие шампуни. Однако состав моющих средств может быть разным, и ПАВ в них может находиться в разной концентрации. Таким образом, нет точных данных о том, сколько и какого моющего средства добавить для гарантированного эффекта.

В качестве противоморозной добавки добавляют обычную поваренную соль (хлорид натрия) либо соли-электролиты, но они могут вредить арматуре, и также не известно, в каких количествах их добавлять.

Добавление подручных средств в цементные растворы — дело рискованное, а цена ошибки может быть очень велика. Поэтому надежнее будет использовать испытанную в лаборатории добавку, на которой указана точная дозировка, и которая не имеет недостатков домашних добавок.

Из существующих методов ведения бетонных работ при пониженных температурах наиболее удобными и недорогими являются методы с применением противоморозных добавок. На сегодняшний день наработан богатый опыт применения солей-электролитов, но он показывает, что такие добавки уместны далеко не всегда. Гораздо надежнее использовать современные, разработанные и проверенные в лабораториях добавки, которые сочетают свойства противоморозной добавки, ускорителя твердения и пластификатора. Они доступны, надежны, предсказуемы, легки в использовании и экономичны.

Читайте также: