Прогрев бетона в зимнее время

Обновлено: 28.04.2024

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.

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

Влияние температуры на твердение бетона

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

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

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

Методики бетонирования в зимних условиях

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

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

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

Повышение температуры в процессе замеса

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

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

Подогрев и утепление раствора

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

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

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

Введение добавок

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

Климатические условия в большинстве регионов России не позволяют вести бетонные работы при положительных температурах круглый год.

Во многих районах более 6 месяцев в году держатся низкие температуры, вот почему осуществляется зимнее бетонирование.

Что такое зимнее бетонирование

Согласно СП 70.13330, зимним называется бетонирование при среднесуточных температурах ниже 5°С или минимальных суточных температурах ниже 0°С.

Есть ли плюсы у зимних бетонных работ

В целом работа с бетоном в суровых условиях низких температур влечет дополнительные сложности, но невозможно прекращать стройку на полгода всякий раз с наступлением осени, к тому же, у зимних работ есть и существенные плюсы:

Зимние скидки на строительные материалы и спад востребованности рабочей силы позволяют сэкономить.
Зимой можно бетонировать фундаменты на слабом или хрупком грунте.
Замерзшие подъездные пути позволяют без проблем доставить на стройку тяжелую технику и материалы.

Особенности зимнего бетонирования

Зимой основной враг качественного бетонирования – низкие температуры, которые оказывают негативное влияние на процессы, происходящие как при бетонировании, так и при твердении бетона.

Образование твердого вещества – бетона – происходит в результате реакции гидратации минералов, входящих в состав портландцемента. Чтобы эта реакция шла, необходима температура выше 0°С, поскольку при отрицательных температурах вода замерзает, и реакция гидратации прекращается.

Уже при температуре ниже 5°С скорость протекания реакции резко тормозится, и набор прочности бетона замедляется.

Низкие температуры вызывают следующие проблемы:

прекращение реакции гидратации;
рост внутреннего давления из-за промерзания и связанного с ним расширения материала;
образование кристаллов льда вокруг арматуры, что приводит к плохому сцеплению ее с бетоном;
получение бетона низкой прочности.

Основная задача зимой – обеспечить набор критической прочности бетона (30–50% от проектной прочности), после чего отрицательные температуры уже не оказывают негативного воздействия на бетон. Как правило, в оптимальных условиях критическая прочность достигается на 4–6-й день после укладки.

Поэтому зимой главное значение приобретает температура.

Температуру бетонной смеси измеряют до укладки, во время и после.

Важно!

Для зимнего бетонирования рекомендуется использование портландцементов и высокомарочных быстротвердеющих цементов.

Технология бетонирования в зимних условиях

В составе проекта производства работ разрабатываются мероприятия, которые обеспечивают:

Предотвращение замерзания бетонного раствора в период транспортировки, укладки и уплотнения.
Предупреждение замерзания свежеуложенного бетона вплоть до достижения критической прочности.
Благоприятные тепло-влажностные условия набора прочности твердеющего бетона.

Приготовление бетона зимой. Меры предотвращения замерзания готовой бетонной смеси при транспортировке, укладке и уплотнении

Готовая бетонная смесь, поступающая на стройку, должна иметь температуру не ниже 5°С. Для этого замешивание производят на теплой (до 70°С) воде, а заполняющие материалы прогревают.

Важно!

Цемент не подвергают прогреванию во избежание заваривания. Время транспортировки готового бетонного раствора не должно превышать 4 часов.

Поверхности под бетонирование и арматура должны быть прогреты близко к температуре бетонного раствора, для чего используется теплый или горячий воздух, но не пар и не вода.

При длительной транспортировке готовой бетонной смеси и невозможности использовать подогрев, применяют противоморозные добавки.

Меры предупреждения промораживания бетона до достижения критической прочности

Различают два основных метода зимнего бетонирования:

Холодным называется бетон, который будет твердеть без подогревающих мероприятий. Обеспечить его твердение призваны специальные противоморозные добавки, которые снижают температуру замерзания воды и одновременно ускоряют реакции гидратации с тем, чтобы количество несвязанной воды в растворе как можно быстрее уменьшалось.

Широко распространенные противоморозные присадки – электролиты, соли Na и K, но их применение имеет некоторые ограничения:

натриевые соли не применяют в армированном бетоне, поскольку они приводят к коррозии арматуры;
некоторые виды портландцемента (например, высокощелочные или полученные из клинкера с высоким содержанием алюмосиликатов) не применяются совместно с электролитами;
соли натрия и калия не применяются в смесях с заполнителем потенциально реакционно-способных пород;
соли-электролиты должны проверяться опытным путем на образование высолов.

Современные комплексные противоморозные добавки не имеют недостатков солей-электролитов, обеспечивают возможность вести бетонные работы при низких температурах и обладают комплексным действием (не только противоморозным, но и пластифицирующим и другими).

Теплым называют бетон, который после укладки подвергается различным прогревающим и обогревающим процедурам.

Методы прогрева бетона

После того, как бетон уложен и уплотнен, необходимо поддерживать оптимальную температуру до достижения критической прочности, для чего применяют три вида мероприятий:

метод термоса;
устройство тепляков;
прогрев бетона.

Эти мероприятия применяются как самостоятельно, так и в сочетании с противоморозными добавками.

Выбор метода производится в зависимости от многих факторов:

тип конструкции;
состав бетонной смеси;
наличие и тип арматуры;
наличие или отсутствие соответствующего оборудования;
экономическая целесообразность.

Сохранение тепла или «метод термоса»

Метод термоса применяется в массивных конструкциях самостоятельно или в сочетании с добавками-ускорителями. Ускорители способствуют более быстрому отвердеванию бетона, а значит, критическая прочность будет набрана быстрее.

Реакция гидратации является экзотермической, то есть, протекает с выделением тепла.

В массивных конструкциях тепла выделяется достаточно для обогрева, поэтому, если заливать бетон в утепленную опалубку, а после заливки укрыть пленкой ПВХ и теплоизолирующими материалами (маты, рулонные материалы, доски, пенопласт), бетон будет сохранять температуру, подходящую для твердения вплоть до набора критической прочности.

экономия электроэнергии;
использование собственного тепла бетона;
относительная простота.

Недостатки метода термоса:

применение только в массивных конструкциях;
неэффективность при особо низких температурах (решается добавлением противоморозных добавок);
не подходит для конструкций с большой площадью поверхности охлаждения.

Метод «горячего сухого термоса»

В этом случае можно укладывать бетон на промороженное основание без подогрева. В утепленную опалубку насыпается слой керамзита, разогретого до температуры 200–300°С, а после его остывания до 100°С выполняется укладка бетона, замешанного на теплой воде. В результате тепло остывающего керамзита используется для подогрева бетона.

Устройство тепляков

Тепляки – это своеобразные шатры, которые устанавливаются над замоноличенными конструкциями. Внутри тепляков устанавливают тепловые пушки в таком количестве, чтобы обеспечить необходимую температуру твердения (выше 5°С). Особенную важность имеет герметичность укрытия.

Методы искусственного прогрева бетона

Наиболее высокая скорость твердения бетона при температуре 50°С.

Обеспечить расчетную температуру отвердевания бетона до достижения критической прочности можно, применяя искусственный нагрев бетона различными методами:

Электродный. Внутри опалубки закрепляются электроды, которые могут быть пластинчатыми, полосовыми, стержневыми, струнными. Тепло выделяется при пропускании тока через бетонную смесь.
Кондуктивный (контактный). Тепло выделяется в проводнике при прохождении через него тока и передается бетонной смеси.
Инфракрасный. ИК-излучение используется для прогрева основания, арматуры и нагревания бетона без переносчика тепла.
Индукционный. Тепло выделяется арматурой, находящейся в электромагнитном поле индуктора.

Недостаток методов – необходимость использования дорогостоящего оборудования и электроэнергии.

Применение противоморозных и ускоряющих добавок позволяет бетону быстрее набирать критическую прочность и таким образом экономить электроэнергию и повышать оборачиваемость оборудования.

Заливка бетона зимой технически сложными способами

Целесообразно использование технически сложных способов зимнего бетонирования с применением утепленной опалубки, электродов для подогрева, укладки нагревающего кабеля и т.д. Эти методы требуют проведения тщательных предварительных расчетов.

Зимний бетон в домашних условиях

При домашнем строительстве бетонирование в условиях отрицательных температур допустимо для объектов невысокой важности.

Для самостоятельных работ используют замес на подогретой (не выше 70°С) воде.

Порядок закладки компонентов бетонной смеси меняют: сначала в воду засыпают крупный заполнитель, затем песок и цемент.

Совет: Зимой рекомендуется применять портландцемент марки не ниже М400.

В домашних условиях применение прогрева бетона или устройства тепляков не выгодно; на первый план выходят специальные противоморозные добавки, которые позволяют успешно проводить бетонные работы в зимнее время.

Можно ли добавлять в бетон соль и модифицирующие добавки?

В зимнее время для понижения температуры замерзания свободной воды в бетонный раствор добавляют соль (хлорид натрия) или другие соли натрия и калия, которые работают как электролиты.

Применение солей может привести к коррозии арматуры и появлению высолов на готовом бетоне. Оптимальный вариант – использование комплексных противоморозных добавок и пластификаторов.

Возможные последствия зимнего бетонирования

Несоблюдение технологий укладки бетона зимой приводит к получению бетонных изделий пониженной прочности, с трещинами, высолами и прочими дефектами, а также к плохому сцеплению с арматурой. Изделия получаются недолговечными в эксплуатации.

Важно!

Следует помнить, что критическая прочность бетона составляет 30–50% от расчетной прочности, а распалубочная – 70%. После достижения бетоном критической прочности мороз ему уже не вредит, и меры по обогреву можно сворачивать. Но в этот момент еще нельзя производить распалубку и давать нагрузку на бетон.

Бетонные работы зимой – чаще всего, вынужденная мера, но и в этом случае есть свои преимущества. При выборе технологии проведения зимних работ учитываются многие факторы: тип конструкций, состав бетонной смеси, наличие оборудования и экономический эффект от их применения. Противоморозные добавки желательны к применению при выборе любого метода ведения бетонных работ зимой.

Строительные материалы

Низкая температура, особенно минусовая, оказывает отрицательное воздействие на любой строительный состав. Однако работу можно продолжить и в зимний период. Если бетон прогреть зимой правильно, тогда он будет прочным, а процесс строительства ускорится.

Оптимальные показатели этот состав набирает при +20 °C. Поэтому при морозе следует применять особые технологии, позволяющие приблизить формирующийся состав к оптимальным условиям застывания.

Особенности строительства в зимний период

Добавление воды в бетонный раствор любой марки — это обязательное действие. Однако при минусовых температурах данный компонент замерзает, тогда прекращается гидратация (соединение воды с прочими элементами) цемента. Начинается обычная кристаллизация воды, ее расширение. В результате монолит как бы разрывается изнутри, крошится.

Конечно, можно уложить термоизоляцию. Но и в этом случае бетон сможет набрать твердость не за 28 дней, а за более долгий период. Это приводит к простоям и к повышению себестоимости работ. К тому же чрезмерно долгое застывание бетона снижает его качество.

Укладка бетон зимой

Так что строители используют оптимальный вариант, заключающийся в электропрогреве бетона. Тогда и работы ускоряются, и нужную прочность удается обеспечить. Электропрогрев признан наиболее экономичной методикой прогрева бетонной смеси, если работы проводятся в зимний сезон. Еще важно то, что слишком значительных расходов не потребуется.

Нужно учитывать. Весь объём смеси должен прогреваться одновременно. А добиться этого будет непросто, если монолитные конструкции попытаться обогреть зимой иными способами, а не электроподогревом.

Методики прогрева бетона

Предлагаются разные способы, но в большинстве они дорогостоящие. Хотя при этом будут соблюдены технологические нормы, сокращено время застывания бетона. Удастся продолжить строительство зимой. Так что затраты в конечном итоге окупят себя. Вот методы, признанные наиболее эффективными.

Подогрев смеси нагревательным проводом

Обычно используется специальный греющий провод. На арматуре его закрепляют «змейкой». Схема подобна той, что применяется при установке теплых полов. Провод закрепляют с помощью зажимов.

Схема укладки греющего кабеля ПНСВ в бетон

Первый момент. Заливается смесь. Температура состава должны оказаться не ниже +5 град.

Второй момент. Концы кабелей потребуется подсоединить к источнику тока через понижающий трансформатор. Когда прогревается бетон через трансформатор, принято использовать провод ПНСВ:

с жилой стальной или оцинкованной;
в виде вариантов с разными диаметрами.

Работать приходится и в особо сложных условиях. Тогда прогрев производится кабелем ПТПЖ, имеющим две жилы. Даже если одна жила повредится, всё равно электрообогрев будет продолжаться. Считается, что оптимальные характеристики имеет провод 1,2 мм, и стоит он недорого.

Можно подключать кабели ВЕТ, КДБС даже от сети 220 В, то есть от бытовой электросистемы. Однако обойдется такая конструкция дороже, и ее целесообразно использовать при возведении небольших объектов.

При расчете количества провода учитываются:

В среднем устанавливается кабель 50-60 м для обогрева 1 куб. м бетонного раствора.

Третий момент. Провод укладывают в опалубку. Производят заливку бетонного раствора. По кабелям пропускается электрический ток. Масса прогревается до 50-60 градусов. Скорость прогрева — максимум 10 град. в час.

Четвертый момент. Подогретый монолит начинает плавно остывать. Скорость остывания — 5 град. в час.

На заметку. Потребуется отслеживать изменение температуры, чтобы остывание проходило равномерно. Только тогда можно гарантировать прочность конструкции.

Потребуется отслеживать изменение температуры, чтобы остывание проходило равномерно. Только тогда можно гарантировать прочность конструкции.

Пятый момент. Когда работа завершится, провод так и останется в монолите.

Преимущества этой методики

Электроэнергии тратится не слишком много, так как используется понижающий трансформатор. Удается сэкономить средства и при закупке элементов. Так что в целом стоимость такого способа подогрева бетона может считаться невысокой.

Достаточно будет правильно подобрать оборудование, и тогда удастся прогреть массу в больших объёмах.

Можно прокладывать провод при предельной минусовой температуре 15 °C. Допустимо вести прогрев при морозе до 25 °C.

Подогрев смеси электродами

Подогрев бетонной смеси электродами

Использование электродов – один из наиболее простых способов подогрева бетона. Арматуру перевязывают проволокой Ø 8 мм. Эту проволоку подсоединяют к проводам, что выводятся на понижающий трансформатор. Расстояние между электродами должно быть в пределах 60-100 см. Этот показатель зависит от температуры.

Эффективность применения электродов становится неоспоримой, если подключать их к вертикальным конструкциям (к примеру, к колоннам). Тогда достаточно использовать один электрод, подключив к фазе.

Проводником становится вода, содержащаяся в бетоне. Зато при завершении высыхания резко возрастает сопротивление, в результате отмечается перерасход электричества. Это, пожалуй, единственный недостаток данного метода.

Подогрев инфракрасными лучами

Подогрев бетона инфракрасными лучами

Подогреть застывающую бетонную конструкцию можно с помощью ИК излучения. Применяются специальные излучатели. Эти устройства содержат в конструкциях:

источники тепла (обычно ТЭНы);
отражатели.

Устанавливают излучатель примерно в 120 см от места, где залит раствор, и куда будет направлено излучение. Поверхность покрывается полиэтиленом. Можно использовать и иной материал, не допускающий ускоренного испарения воды.

Осуществляют прогрев поэтапно.

Этап первый. Монолит нужно разогреть.

Этап второй. Прогреться должен весь объём конструкции.

Этап третий. Следует предоставить возможность бетону постепенно остыть.

Эту методику считают слишком энергозатратной. Применять ее принято:

при обработке труднодоступных мест;
когда производится стыковка отдельных элементов;
если работать приходится с особо сложными конструкциями.

Подогрев бетона методом термоса

Здесь технология прогрева отличается простотой и экономичностью. Еще в заводских условиях смесь разогревают, чтобы ее температура достигла 25-45 градусов тепла (выше нельзя, иначе смесь начнет схватываться раньше положенного времени).

Подогрев бетона сс помощью электроматов

Осуществив заливку, следует обложить опалубку термоизоляцией. Процесс гидратации приводит к выделению тепла. Выделяющейся теплоты будет достаточно, чтобы процесс затвердения проходил нормально. В таких условиях бетон будет набирать необходимую прочность.

Преимущества

Технология предельно простая. Даже своими руками можно соорудить термоизоляцию.

Не приходится тратить значительные средства. От мороза массу прикрывают соломой, опилками, прочими теплоизолирующими элементами.
После застывания бетон обретает нужные технологические характеристики.

Единственный минус

Этот метод становится непригодным в том случае, когда заливаются большие площадки. Использовать методику имеет смысл, только если конструкция компактная, ее поверхность четко ограничена.

Методика индукционного нагрева

Метод индукционного нагрева бетона

Применяют переменное магнитное поле, способное образовывать переменный электрический ток. Тогда в бетоне все металлические элементы нагреваются, тепловая энергия передается раствору.

Индуктором выступает изолированный провод. Его прокладывают во внутренней части конструкции. Далее его периодически включают, чтобы температура арматуры повышалась. Удается обеспечивать равномерный прогрев всех зон монолита.

Основное условие. Допустимо использовать только замкнутый арматурный каркас.

Использование других вариантов подогрева бетона

Разработаны и иные способы, помогающие зимой прогревать бетон. Строители иной раз используют:

Если применяются опалубки с ТЭНами, эту конструкцию прогревают заранее и только затем заливают раствор. Тогда и время отвердевания сокращается, и застывающая конструкция не станет деформироваться.

Важно! В момент заливки опалубка должна быть отключена. А открытую часть конструкции нужно незамедлительно прикрыть теплоизоляцией.

В момент заливки опалубка должна быть отключена. А открытую часть конструкции нужно незамедлительно прикрыть теплоизоляцией.

Поначалу температура поднимается, достигая +80 °C, после чего опускается до отметки +60 °C. Нужно удерживать эту температуру, пока раствор не достигнет 80 % прочности.

А чтобы воздействовать тепловой пушкой, нужно прежде возвести над бетонной площадкой вспомогательную теплоизолирующую конструкцию. В нее и будет направляться разогретый воздух. Такая методика может считаться оправданной лишь в ситуации, если рядом с объектом отсутствует источник электроэнергии, подходящий для подключения других систем подогрева. Здесь же нормальный подогрев может обеспечить дизельное оборудование.

Прогрев бетона тепловыми пушками

Использование тепловых пушек — дорогостоящая методика. Если требуется осуществить прогрев бетона в промышленных целых, используют пар, запуская его в специальную двустенную опалубку.

Сколько времени потребуется греть бетон

Время прогрева состава сокращают до минимума, чтобы сэкономить средства. Однако в каждом случае требуется производить расчет времени индивидуально. Следует учитывать различные факторы. Обязательно берут во внимание:

температуру наружного воздуха;
температуру промерзшего грунта;
качество теплоизоляции, ее возможности;
мощность обогревателей.

Отмечается зависимость обогрева бетона проводом от того, каким способом его проложили внутри конструкции. Учитывают потребляемую мощность. Большое значение имеет температура самой конструкции.

Обычно удается разогреть монолит до 60 °C, однако делать это следует медленно — за каждый час нагрева повышать температуру не более чем на 10 град. Тогда состав застывает равномерно, что и повышает его качество.

Когда смесь набирает 50 % прочности, уже требуется постепенно охлаждать ее. При этом скорость охлаждения должна оказаться еще более низкой. За каждый час снижение температуры должно отмечаться на 5 град. Потребуется применить термоизоляцию.

Очевидно, что для прогрева потребуется отвести время в пределах от нескольких часов до нескольких дней.

Подробнее о технологии прогрева бетона греющим проводом ПНСВ, читайте здесь.

Технологии

Проведение бетонных работ в холодное время года имеет свои особенности. Основная проблема – схватывание раствора, содержащего воду, которая может замерзнуть и бетон не успеет достичь своих параметров. Но, даже, если этого удалось избежать – в холод скорость застывания бетона значительно ниже и, такой растянувшийся процесс, сделает работы нерентабельными. В подобных случаях можно применить способ прогрева бетона проводом ПНСВ.

Для достижения необходимой твердости бетона в зимнее время, наиболее разумным способом является электропрогрев. Такой способ допускается нормами СП 70.13330.2012 и рекомендуется к применению при любых работах. После того как бетон застывает, провод остается в нем, поэтому целесообразно применять именно эту марку, т.к. она относительно недорогая и дает положительный экономический эффект.

Использование провода ПНСВ

При прогревании бетона кабелем в зимнее время, решаются сразу несколько задач. В результате превращения частичек воды в кристаллы, в бетонной смеси не замедляется, а полностью останавливается процесс гидратации цемента. При превращении в лед вода расширяется, подвергая разрушению те, уже образовавшиеся связи в растворе, значит, даже после увеличения температуры, бетон уже не вернет своих качеств.

Наиболее оптимальная температура для застывания и набора необходимых кондиций раствора 20ºС. Когда температура снижается, особенно, если ниже 0, эти процессы существенно замедляются и это при том, что в процессе гидратации выделяется тепло.

Чтобы в холодное время года бетон набрал все свои максимальные характеристики – не обойтись без подогрева проводом ПНСВ либо любым другим кабелем/проводом, в следующих ситуациях:

монолит и опалубка не имеют достаточной теплоизоляции;
чем больше масса залитого монолита, тем более затруднен его равномерный прогрев;
отрицательная температура окружающей среды, под действием которой происходит замерзание жидкости в смеси.

Провод ПНСВ. Характеристики

Краткое описание провода ПНСВ – одна стальная жила с площадью поперечного сечения 0,6-4мм, диаметром 1,2-3мм, есть марки проводов, которые имеют цинковое покрытие, для снижения воздействия на них агрессивными средами, а дополнительно, сверху такой провод еще покрывается ПВХ- материалом, который хорошо выдерживает многочисленные гибы и скручивания и влияние агрессивных сред. Провод ПНСВ обладает хорошим удельным сопротивлением.

Провод нагревательный ПНСВ-1,2

Прогревочный кабель (провод) ПНСВ имеет следующие характеристики:

— 0,15 Ом/м – удельное сопротивление;

— от -60 до +50ºС рабочий температурный диапазон;

— 60м провода расход на 1м,куб бетонной смеси;

— до -15 ºС – температура укладки.

С помощью алюминиевого провода АПВ кабель подключается к холодным концам. Для питания подходит трехфазная сеть 380 В, через трансформатор. Если расчет произведен правильно, то ПНСВ можно подключать и к бытовой электросети 220 В, но для этого длина провода должна быть не менее 120м. Рабочая сила тока на проводе, расположенном в массе бетона – 14-16 А.

Схема укладки. Прогрев бетона

До начала укладки провода на объекте осуществляется монтаж опалубки и устраивается армирующий пояс. Потом с расстоянием между проводами от 8 до 20см, производится укладка провода, при этом учитывается температура воздуха, влажность и сила ветра. Не допускается нахождение провода в натянутом состоянии, с помощью специальных зажимов провод крепится к арматуре. Исключены перехлесты токоведущих жил и изгибы, перегибы радиусом менее 25см, минимальное расстояние между проводами 1,5см, для недопущения короткого замыкания.

Схема укладки греющего кабеля ПНСВ в бетон

Наиболее часто встречаемая схема укладки провода – змейка, аналогичная системе «теплый пол» в жилых помещениях. Эта схема экономит расход кабеля и наиболее равномерно и качественно распространяет тепло по массе бетона. До начала заливки бетона в опалубку следует проверить, что в ней нет льда, воды, температура раствора не ниже +5ºС, схема смонтирована правильно, а концы выведены на достаточное расстояние для последующего удобного подключения.

До проведения работ по прогреву бетона необходимо ознакомится с прилагаемой к проводу инструкцией. При подключении через секции шинопроводов используют две схемы – «звезда» и «треугольник». При «треугольнике» система делится на три участка, которые параллельно подключаются к выводам трехфазного трансформатора, а при «звезде» — в узел соединяются три провода и далее три свободных контакта подсоединяются к трансформатору. Обогреваемый участок ограждается забором, питающее устройство располагается не менее чем в 25 метрах от объекта.

Происходит полная заливка всей массы бетона до момента подключения. Процесс прогрева бетона проводом состоит из нескольких шагов:

Для равномерного прогревания бетонной массы, прогрев осуществляется со скоростью не более 10ºС/час;
Пока бетона не набрал 50% технологической прочности длится процесс прогрева, рабочая температура не должна быть более 80ºС, наиболее рациональное значение температуры 60ºС;
Для предотвращения растрескивания массы бетона и сохранения ее монолитности, скорость остывания не должна превышать 5ºС/час.

Если все технические требования были выполнены, то бетон достигнет той прочности, которая от него требуется. В дальнейшем, после остывания, провод остается в массе бетона и становится дополнительным армирующим фактором. Учитывая, что кабель ПНСВ и провод ВЕТ можно подключать напрямую к бытовой электросети, то их применение выглядит наиболее рациональным и удобным.

Подключение осуществляется через щитовую или розетку. Такие кабели исключают перегрузку. Провод ВЕТ реже применяется в строительстве из-за своей высокой стоимости.

Опалубка с ТЭНами и электродами – вот еще один возможный способ прогрева бетона, при этом способе уложенная в раствор арматура, подключается к электросети с помощью понижающего трансформатора или сварочного аппарата. Такой способ подогрева бетона не требует кабеля или провода, но является боле затратным по расходу электроэнергии, потому что вода, находящаяся в бетонном растворе, является проводником и ее сопротивление в процессе затвердевания значительно возрастает.

Алгоритм расчет длины провода

От точности произведенного расчета длины провода зависит экономическая эффективность и конечный результат всего процесса, поэтому так важно уделить этому моменту достаточно внимания и учесть все сопутствующие факторы. Самый важный показатель – количество, поступающего в монолит бетона, тепловой энергии, а она уже, свою очередь, зависит от влажности, температуры окружающей среды, объемов монолита и заливаемой формы.

Учитывая температуру, высчитывается необходимый шаг укладки, средняя длина петли от 28 до 36м, например, при температур окружающей среды +5ºС, шаг и расстояние между жилами должны не превышать 20см, а при каждом дальнейшем понижении на 5ºС, эти цифры уменьшаются на 4см, так, при -15ºС, остается не более 12см.

Рассчитывая мощность, обязательно учитывают потребляемую мощность самого нагревающего провода ПНСВ, у наиболее распространенного диаметра 1,2мм, она равняется 0,15 Ом/м, а у проводов с большим сечением сопротивление снижается пропорционально, например провод диаметром 2мм располагает сопротивлением всего 0,044 Ом/м, а 3мм – 0,02 Ом/м.

Таблица расчета длины для кабеля ПНСВ

Так как потребляемая проводом мощность (одного метра) равна 38,4 Вт, то, соответственно, рабочий ток в цепи должен быть не более 16 А (рассчитывается как произведение квадрата силы тока на удельное сопротивление). Для получения суммы необходимой мощности необходимо перемножить метраж на 38,4 Вт.

Аналогичным методом высчитывается и рабочее напряжение понижающего трансформатора. Допустим, при силе тока 16 А, использовано 100м провода ПНСВ 1,2мм, то его общее сопротивление будет равно 15 Ом и по известной формуле рабочее напряжение будет равно 240 В.

Самый дешевый способ прогрева бетона – применение провода ПНСВ, но нужно учитывать, что для его подключения нужны высококвалифицированные сотрудники. Для снижения затрат на прогрев, рекомендуется применять в необходимом количестве и соответствующего качества теплоизоляционные материалы, тогда нагрев происходит более быстро, а остывание равномерно.

Характеристики и составы современных марок бетона, читайте здесь.

Читайте также: