Температура использования цементного раствора

Обновлено: 19.05.2024

Сезонность строительных работ постепенно утрачивает свою актуальность. С применением современных технологий практически круглый год кипит работа. Хотя лучший период для любых работ — теплая пора, с весны до поздней осени.

Основной вяжущий компонент — цемент, используется в бетонных растворах с песком и щебнем. В теплую пору года работать с ним гораздо легче и проще.

Для работы в зимние время года необходимо подготовиться, заранее предусмотреть меры для нормального протекания процесса застывания бетонной массы.

Важно — при минусовой температуре, цементный раствор застывает дольше. Кладка кирпича при заморозке должна производиться только с применением специальных компонентов, которые не позволяют раствору замерзнуть.

Многие интересуются — что добавлять в цемент при морозе?

Совет — есть методы, которыми пользуются опытные строители, здесь рассмотрим основные. Они помогут сохранить раствор и получить качественный конечный продукт на выходе.

Здесь можно прочитать еще одну статью в тему: Можно ли делать фундамент поздней осенью?

Почему цемент не застывает

Вода, которая входит в состав раствора, при отрицательных температурах, кристаллизуется и замерзает. Кристаллы льда при этом, разрушают структуру цементной массы, она трескается. разрывается. На языке специалистов — происходит остановка гидратации цемента. Как следствие — низкая прочность бетона, высокая пористость, потеря качества и целостности.

Если в течении суток ожидаемая температура воздуха ниже – 5 градусов, застывание раствора будет полностью прекращено.

Время и средства при этом будут утеряны.

Требования к строительным работам зимой

Укажем наиболее важные моменты зимнего строительства:

кирпичи или блоки для кладки, должны быть предварительно очищены от инея, льда или снега;
цемент должен храниться в сухом помещении; и щебень должны содержать минимальное количество влаги;
кладку желательно производить нескольким рабочим, чтобы процесс был завершен как можно быстрее;
если необходим перерыв, готовую кладку желательно укрыть пленкой или рубероидом;
раствор замешивать в теплом помещении;
для зимних работ применяют только цемент марки М 500, не ниже;
зимняя кладка производится тонкими швами, так будут меньшие потери тепла;
для рабочих необходимо оборудовать теплушку, где они могут обогреться;
заливка бетона при минус 5 должна производиться с обязательным добавлением в раствор антиморозных присадок.

Защита от морозов

Работы по защите бетонного монолита состоят из нескольких методов:

добавление в раствор антиморозных добавок на этапе производства;
работа с цементом определенных марок, гидратация у которых происходит с выделением тепла;
как вариант — введение в замес хлористого кальция, он ускоряет процесс застывания в два раза;
возможный нагрев опалубки до плюсовой температуры, чтобы цементная смесь не успела замерзнуть;
обработка поверхности залитой массы специальными жидкими герметиками. Обработанная поверхность, к примеру фундамента, покрывается жидкой пленкой, которая предохраняет испарение тепла. Раствор в процессе гидратации. сам себя обогревает;
использование теплой воды для на этапе замешивания раствора позволит продлить время застывания монолита.

Важно — специалисты не советуют использовать горячую воду, свыше 60 градусов. Такая температура может привести к очень быстрому неравномерному застыванию всей массы. Такой продукт будет непригодным к дальнейшей эксплуатации.

Чтобы защитить фундамент от промерзания и продлить его время застывания, используют простой метод — на поверхность засыпают древесные опилки, солому и укрывают пленкой либо брезентом. Боковые поверхности обрабатывают гидроизоляционными материалами, можно прикрыть шифером, картоном.

Познавательная статья на данную тему, ознакомиться можно здесь: Заливка бетона при минусовой температуре – особенности и технология

Что добавляют в раствор в зимнее время?

Наиболее распространенным ингредиентом являются противоморозные добавки. Промышленность выпускает их в жидком и сухом состоянии, для разных температур. Также есть варианты для бетона,

для кладочных работ, штукатурки, для кирпича, для блоков…

Интересно — посредством таких компонентов, цементный раствор успевает застыть, прежде чем он замерзнет. При соединении добавок и цемента, выделяется тепло, раствор греет сам себя.

Как известно, процесс гидратации длительный, главное — не дать замерзнуть монолиту именно на стадии первичного застывания.

Многие задают вопрос — для чего добавляют соль в цементный раствор?

Соль в раствор добавляли издавна, но постепенно внедрение новых материалов, химических добавок вытеснили поваренную соль. Тем более, после нее часто вступают белые высолы на кирпиче. Надо ждать пару тройку лет, чтобы их смыл дождь и снег.

Защита плитами и щитами

Ответственные конструкции в зимнее время часто приходиться утеплять. Для этого используются тенты, пленка, тепляки. Под таким укрытием необходимо поддерживать плюсовую температуру или защитить конструкцию от воздействия внешней агрессивной среды. Элементы конструкций укрывают таким образом, чтобы не было контакта с землей, иначе материал примерзнет.

Защита щитами или плитами также имеет свое применение. Это особенно касается боковых поверхностей, на которые воздействуют боковой ветер. Сильные порывы могут повредить целостность конструкции.

Совет — защитную плиту можно изготовить из подручных материалов. например, из поддона. Пробелы можно закрыть деревом либо пленкой, рубероидом.

Противоморозные добавки

Для защиты бетонных смесей от замерзания в процессе набора прочности, используются противоморозные присадки.

В их состав входит:

хлористый натрий;
хлористый кальций;
натрия формиат;
нитрит натрия;
поташ.

Данные компоненты защищают раствор для разных минусовых температур. К примеру — поташ, позволяет работать с раствором при – 30 градусах.

Соли химических реагентов не дают замерзнуть воде, которая входит в состав цементной смеси. Бетонная масса успевает правильно и равномерно застыть, набрать нужную прочность.

Важно — в процессе изготовления раствора необходимо четко соблюдать пропорции компонентов:

температура смеси не ниже 5 градусов;
не допускать замораживания приготовленной массы;
использовать в короткий срок, сразу после замешивания;
раствор производить желательно в обогреваемом помещении.

Главным недостатком противоморозных присадок является ограниченный температурный режим. Но этот фактор не является критичным, поэтому, по совету специалистов, работы с бетоном в зимний период вполне допустимы.

Многих интересует вопрос — какую температуру выдерживает цементный раствор. Как мы видим, все зависит от вида противоморозной добавки. При покупке, следует внимательно читать инструкцию.

Портландцемент

Работы в зимнее время предусматривают применение специальных продуктов. Таким, является цемент особой марки — портландцемент. В его состав производитель ввел модификаторы, которые ускоряют процесс затвердевания. Также, раствор на его основе имеет повышенную прочность и надежность. Также в его составе присутствую антифризные присадки, которые позволяют его использовать при минусовых температурах.

Портландцемент показан к применению при отрицательных температурах окружающей среды.

Основа любой постройки — фундамент, от него зависит надежность и долговечность всего строения. При его закладке требуются специальные знания и выполнение всех строительных норм и требований, обязательно учитывать климатические условия в конкретном месте.

Не так давно, заливка фундамента проводилась только в теплое время года, при отрицательной температуре, бетон замерзал прежде, чем застыть. Впоследствии, вся масса деформировалась, появлялись трещины и провалы. Если процесс происходил в холодное время, основание укрывали камышовыми матами, минеральной ватой, различными способами пытались предотвратить преждевременное замерзание массы.

Научный мир также пытался найти способ, при котором работы с бетонной смесью можно проводить при отрицательных температурах. В ходе научных исследований, была установлена оптимальная температура — от +5 до +15С. Именно такие условия способствуют получить прочный фундамент, который простоит многие года без повреждений.

При какой температуре можно заливать бетон зимой

Без определенных условий, раствор замерзнет при – 4 градуса. Уже при +5с процесс твердения значительно замедляется, набор прочности отменяется, пока не потеплеет. Итог — чем дольше этот период продлится, тем хуже будут показатели надежности. Официально считается оптимальная температура примерно +20 градусов, но часто возникают ситуации, когда нужно что-либо строить при низких градусах.

Бетонный раствор состоит из наполнителей — вода, песок, щебень, цемент. При смешивании цемента с водой, получается цементное молочко, посредством которого и происходит сцепление компонентов, это называется гидратацией. При этом, лишняя влага испаряется, масса отвердевает. Чтобы каменное основание получилось правильным, ему надо высохнуть на протяжении 25 — 30 суток. На первый взгляд — много и долго, но именно в такой срок получается каменной основание, которое не даст просадки. Весь периметр желательно укрыть от осадков или палящего солнца, которые одинаково вредны для раствора.

В холодный период допустимые показатели для наружных работ колеблются в районе — 15 мороза. При этом важным действием является применение противоморозных добавок или иных методов для прогрева смеси.

Можно ли заливать бетон при минусовой температуре

Работа с раствором при отрицательных погодных показателях требует определенных знаний и дополнительных финансовых вливаний. Летом все происходит без осложнений и лишних материальных трат, риск деформаций можно исключить на 100 %.

Когда замерзает вода в растворе, она расширяется, вследствие чего и появляются разрывы в смеси. Также, лед обволакивает крупные компоненты, не давая им прочно сцепиться с цементом. После оттаивания, твердение продолжается, но монолитность уже нарушена. Чем раньше произошло замерзание, тем больше будет разрушений монолита.

Если возникла необходимость работ при отрицательных показателях погодных условий, необходимо произвести манипуляции, которые предотвратят замерзание смеси. Перечислим некоторые практические советы от профессиональных строителей:

по возможности, нужно согревать смесь до момента набора критической прочности;
при замешивании бетоносмеси, воду нагревают до + 60 С — 90 С, такой метод приемлем если на улице — 15 С и ниже.;
можно обогревать путем обдува горячим воздухом или паром;
прогревать с помощью теплоизоляционной опалубки с утеплителем;
специальные морозостойкие добавки не позволят ему быстро замерзнуть.

В нормативных актах указано, что снятие опалубки производиться после достижения 50% прочности, остальные работы не раньше 70%.

Отсюда мы видим, что заливать бетон в холодный период вполне возможно, важно подобрать приемлемый вариант согревания будущего основания. Довольно популярный способ — подогрев всех компонентов перед приготовлением раствора, чтобы он в момент заливки был примерно 40 — 50 С.

Каждый метод имеет свои слабые и сильные стороны, для принятия правильного решения, нужно учесть подземную часть фундамента, его конструктивную особенность.

В зимний период часто можно видеть, как с применением тех или иных способов, строительство практически не прекращаются. Критически неприемлемая температура для таких работ является — 15 градусов ниже нуля.

Что добавить в бетон при минусовой температуре

Специальные антиморозные присадки позволяют проводить наружные работы при низких температурах. Это химические добавки, которые условно делятся на несколько групп:

Присадки, не позволяющие замерзнуть воде, как правило, их применяют с подогревом, что позволяет сократить период схватывания и отвердевания.
Присадки на основе антифриза; их задача — усилить активность цемента при отрицательной температуре внешней среды. Указанные добавки используют без прогрева конструкции, нужную прочность бетон наберет без замерзания массы.
Добавки — ускорители твердения цементной массы с выделением тепла, поэтому, монолитная масса подогревается без применения дополнительных средств — самостоятельно.

С материальной точки зрения, использование морозоустойчивых добавок наиболее дешевый вариант, который приемлем для любых конструкций. Главное правило — заливать траншею равномерно, с трамбовкой и уплотнением.

Особенность данных присадок заключается в точной дозировке в процессе использования, учитывая массивность изделия в каждом конкретном случае. Некоторые присадки усиливают коррозию арматурного пояса, другие наоборот — повышают антикоррозийные свойства бетона. Поэтому — их часто используют совместно.

Что будет с бетоном при минусовой температуре?

Часто, возведение фундамента сопровождается внезапной сменой температуры, монолитная масса начала застывать, а ночью ударил мороз и все замерзло. После оттаивания, он затвердеет при восстановлении поврежденных участков. По мнению опытных строителей, допускается одноразовый цикл заморозки — оттаивания при относительно невысоком минусе на улице. При соблюдении правил, укладку в зимнее время можно производить также, как летом. Важной особенностью является доставка готовой подогретой смеси миксером, сооружение утепленной опалубки, использование дополнительных материалов для укрытия основания, обязательная гидроизоляция поверхности.

Для придания бетона высоких прочностных характеристик, песок должен быть карьерный сеяный или промытый. Данный вид имеет шероховатую поверхность, которая дает высокое сцепление с цементом.

Щебень в растворе также должен быть карьерным — благодаря шершавой поверхности, он быстро схватывается с цементным молочком и песком.

Заливка армопояса при минусовой температуре

Армировочный пояс предназначен для равномерного распределения нагрузки от верхних рядов кладки на нижние. Он как бы связывает все строение в единое целое. что значительно повышает его общую прочность и долговечность. Армопояс выполняется с уложенных по периметру стальных прутьев, которые обязательно сваривают между собой в единую конструкцию.

При строительстве строения из газосиликатных блоков, армированный пояс особо актуален. Такие блоки быстро трескаются при малейших подвижках почвы, при усадках основания. При устройстве крыши на таких блоках, также необходим армопояс, так как крепить брус к блокам нельзя — они могут потрескаться. Во избежание деформации стен и здания в целом, сварной армопояс просто необходим. Его сваривают в цельную конструкцию, укладывают поверх кладки и заливают бетоном. С обеих сторон его заделывают раствором, чтобы не нарушать теплоизоляцию стен. Бетонирование пояса допускается в холодною пору года только с применением вышеперечисленных методов.

Работа с бетонной смесью при низких температурах допускается в случаях, когда нет другого выхода, потому, что оптимальной температурой затвердевания массы является от +5 градусов до 25.

Заливка бетона в холодное и жаркое время года требует особых навыков и знаний, т.к. работы с цементной смесью осложняются, а период ее высыхания резко уменьшается или возрастает. Изменение скорости твердения бетона в зависимости от температуры обусловлено замедлением процессов гидратации и удержанием большого количества жидкости в толще материала.

Для ускорения застывания и предупреждения дефектов используются специальные строительные приемы, полимерные и противоморозные добавки.

Стадии набора прочности бетонной конструкцией

Схватывание и твердение растворов на основе цемента обусловлено его химическим взаимодействием с водой. Силикаты, алюминаты и алюмоферриты, которые входят в состав портландцемента, обеспечивают повышение прочности на различных стадиях отверждения.

Скорость химических реакций зависит от наличия катализаторов (специальных добавок) и температуры.

Стадия схватывания

В состав цементного порошка входит трехкальциевый алюминат (3СаО*Al2O3), трехкальциевый силикат (алит, 3СаО*SiO2), двухкальциевый силикат (белит, 2CaO*SiO2) и алюмоферрит. Алит, который занимает большую часть массы портландцемента, участвует в обеих стадиях отверждения. При затворении водой и в начале стадии схватывания он выделяет тепло, которое увеличивает скорость реакции.

Однако более активным компонентом цемента на этапе схватывания является трехкальциевый алюминат. В течение 24 часов после смешивания он интенсивно реагирует с водой, формируя первичные связи в бетоне. После окончания схватывания алюминат полностью утрачивает влияние на прочность цемента.

Стадия схватывания проходит в первые часы после заливки опалубки. Скорость начала реакции и длительность процесса зависят от состава смеси и температуры воздуха. При нормальных температурах (+18…+22°С) бетон схватывается через 2,5-3 часа. Из них 1,5-2 часа проходит до начала реакции, а 1 час уходит непосредственно на схватывание.

При снижении температуры начало реакции может отодвинуться на 4-8 часов, а ее продолжительность — увеличиться до 15-20 часов.

В горячей среде схватывание происходит активнее и начинается более быстро. Весь процесс может занять менее 1-2 часов, из которых реакция — 15-20 минут.

Стадия твердения

Стадия формирования бетонного камня начинается по завершении схватывания. Твердение материала происходит за счет удаления свободной воды. Часть жидкости испаряется во внешнюю среду, а другая — связывается с молекулами силикатов и алюминатов, образуя стойкие комплексы. Чтобы не нарушить баланса между связываемой и испаряющейся водой, нужно обеспечить оптимальную влажность и температуру среды.

Основным реагентом на стадии твердения является алит. Белит обеспечивает постепенное упрочнение материала в процессе эксплуатации: за счет его свойств прочность материала через 2-3 года может составлять до 250% прочности после твердения.

Стандартный срок затвердевания бетона

Зависимость времени набора прочности от марки бетонной смеси

Повышение прочности бетона на сжатие коррелирует с увеличением вязкости смеси. Это означает, что с увеличением марки материала время схватывания и твердения сокращается.

Продолжительность реакций для бетона разных марок

Марка материала	Время схватывания, часов	Время твердения, суток
М100	3-3,5	До 30
М200	2-2,5	14-25
М300	1,5-2	7-14
М400	1-2	4-7
М500		2-4

Продолжительность набора прочности зависит от состава смеси, влажности, температуры внешней среды и материала.

Марка и назначение раствора определяют и критическую прочность бетонного камня. Это значение, по достижении которого конструкция продолжит твердеть после замерзания без потери эксплуатационных свойств. Данный показатель зависит от марки следующим образом:

для бетона М100 и М150 он соответствует 50%;
для М200, М250, М300 и М350 — 40%;
для М400, М450 и М500 — 30%;
для нагруженных конструкций (вне зависимости от марки) — 70%.

Если в момент замерзания образец имеет соответствующий уровень прочности на сжатие, то температурные перепады незначительно повлияют на его прочность. При замерзании на ранних стадиях твердения без применения противоморозных добавок прочность готовой конструкции падает не менее чем на 50%. Например, для марки М200 критической точкой прочности является 80 кгс/см² или 8 МПа.

Наиболее часто для фундаментов и нагруженных конструкций используются марки бетона от М300. Снятие опалубки со стандартных конструкций допускается через 4-5 дней при наличии щелей между щитами формы и бетоном. Для перекрытий и лестниц длиной не более 6 м время выдержки продлевается до 14 дней, для длинных лестниц — до 28 дней. Мосты, дамбы и другие ответственные и тяжело нагруженные конструкции выдерживаются в форме до 90 дней.

Специальные добавки

Стремительное или слишком медленное схватывание и твердение смеси снижает прочность бетона. Медленное застывание дополнительно увеличивает расходы на уход за конструкцией. Для коррекции скорости отверждения применяются добавки, которые регулируют кинетику процесса.

Существует два типа добавок, регулирующих процесс твердения раствора:

Ускоряющие. Реагенты этого типа сокращают время до начала схватывания на 30-40%, ускоряют затвердевание и улучшают прочностные свойства материала. Они добавляются в смесь при промышленной штамповке бетонных изделий, заливке фундаментов, перекрытий и иных строительных конструкций при пониженных температурах. Наиболее дешевые ускоряющие добавки — это хлористый кальций и поташ (углекислый калий). В перечень востребованных строительных составов для ускорения отверждения входят: Релаксор, Аддимент В3, Форт-УП2, Поззолит-100, Конкрит-Ф и др.
Замедляющие. Пластификаторы и замедлители схватывания положительно влияют на удобоукладываемость и подвижность раствора. Они применяются при доставке бетона в передвижных смесителях, задержках в строительстве и заливке конструкций при температуре выше +25…+30°С. Пластифицирующие свойства замедлителей позволяют отказаться от виброуплотнения при укладке бетона с малой подвижностью. Наиболее распространенными замедляющими добавками являются НТФ-кислота, цитрат и глюконат натрия, Линамикс, SikaPlast 520 N, Frem Linas 200 и др.

При заливке в условиях низких температур используются противоморозные реагенты. Они понижают температуру замерзания воды, препятствуя ее фазовым переходам при 0…+4°С.

В зависимости от вида и концентрации добавок они позволяют работать с бетонным раствором при температуре до -15…-25°С. К морозоустойчивым реагентам относятся нитрит натрия, нитрат-нитрит кальция, карбамид и др.

Набор прочности бетона в зависимости от температуры

Температура окружающей среды определяет скорость реакций, которые формируют бетонный камень. Повышенная температура воздуха смещает баланс в сторону испарения жидкости, а пониженная — тормозит процессы гидратации в растворе.

При высоких температурах

В сухом и горячем воздухе испарение воды происходит быстрее, а оставшейся жидкости может не хватить для полноценной гидратации. В результате снижается надежность конструкции, а ее прочность на сжатие в верхних и центральных слоях существенно различается.

Для профилактики неравномерности и быстрого высыхания в бетон добавляются замедляющие добавки, а готовая конструкция смачивается в процессе застывания.

Высокая температура и влажность применяются при производстве стандартных бетонных изделий в автоклавах. Такие условия обеспечивают быстрое схватывание и максимальное твердение конструкций.

В прохладное время

При низких температурах раствор долго схватывается, а затем в течение длительного времени остается хрупким по сравнению с марочной прочностью. Химические реакции происходят до температуры фазовых превращений воды.

При отрицательной температуре

Когда температура среды опускается ниже 0°С, вода замерзает, а гидратация в растворе — прекращается. При прогреве воздуха процесс отверждения возобновляется, но прочность конструкции после перерыва может снизиться.

Набор прочности бетона при различных температурах

В таблице рассмотрен набор прочности материала марок М200 и М300.

Снижение вязкости раствора

Во время схватывания бетонный раствор сохраняет свою пластичность. При движении в стационарной или подвижной бетономешалке смесь проявляет свойство тиксотропии — уменьшения вязкости состава при постоянной динамической нагрузке.

Слишком длительное перемешивание приводит к «перевариванию» бетона и снижению конструктивной прочности готовой конструкции. Чтобы сохранить подвижность раствора и избежать негативных эффектов, в смесь добавляются пластификаторы. Они удлиняют периоды схватывания и застывания.

Снизить вязкость смеси на стадии затвердевания нельзя. Механическое воздействие на застывающий бетонный камень приводит к формированию дефектов и растрескиванию конструкции. До достижения минимально допустимого уровня прочности застывающий бетон следует предохранять от ударов, вибрации и др.

Зависимость уровня набора прочности от показателей температуры материала

Низкая температура ингредиентов отрицательно влияет на эксплуатационные характеристики бетонного камня. Если для смешивания используется холодная вода и наполнитель, то последующий уход за конструкцией не сможет обеспечить марочную прочность.

При температуре менее 10°С рекомендуется подогревать воду, которая применяется для изготовления. Если показатель термометра соответствует -5…0°С или ниже, то необходимо подогревать и мелкий наполнитель (речной песок).

Для сокращения времени схватывания и расходов на подогрев бетона в опалубке компоненты разогреваются до предельно допустимого уровня. Максимальное значение определяется составом и маркой портландцемента. При нагреве выше этой температуры готовая смесь будет реагировать менее интенсивно, что скажется на прочности конструкции.

Предельная температура компонентов бетонного раствора

Вид цемента	Максимальная температура воды для затворения, °С	Предельная температура наполнителя, °С	Максимальная температура бетонного раствора после вымешивания, °С
Глиноземистый	40	20	25
Портландцемент марки М400 и выше

Достоинства

Выбирая огнеупорный цемент, важно учитывать не только его плюсы, но и минусы. Среди них:

Высокая стоимость, если сравнивать его с классическими вариантами вяжущих компонентов.
Вероятность химической реакции при взаимодействии с некоторыми элементами из таблицы Менделеева. При подобных процессах материал не выделяет токсических веществ и остается безвредным для человеческого здоровья, однако результатом реакции является неприятный запах.

Список плюсов более обширный.

Увеличенные прочностные свойства. Они обусловлены применением особой технологии производства, которая подразумевает термическое воздействие на исходное сырье. Под воздействием высоких температур обеспечивается улучшенное соединение керамических соединений. Чтобы изготовить кладочный и штукатурный раствор, необходимо в точности соблюдать пропорции и рецептуру.
Высокая скорость схватывания и короткие сроки затвердевания. В сравнении с другими марками цементной смеси, включая Портландцемент М400, термостойкий цемент быстрее набирает требуемую прочность и делает конструкцию готовой к прямому использованию уже через сутки.
Хорошая степень вязкости и сцепления с другими строительными материалами.
Устойчивость к коррозийным процессам, которую обеспечивает наличие в составе алюмината кальция.
Жаростойкость. Подобный вяжущий компонент способен выдерживать воздействие открытого огня и жара с температурами до +2000…+3500°C. Это делает его незаменимым решением для промышленных помещений или построек, размещенных в зоне повышенной пожарной опасности.
Хорошая изоляция от электрических разрядов. В составе цемента отсутствует влага, поэтому он обладает неэлектропроводными свойствами.
Надежность и устойчивость сцепления кирпичей. При производстве жаростойких марок используются особые гранулы клея, которые обеспечивают максимальную прочность соединения кирпичной кладки, блокируют пустоты и не дают воздуху выходить наружу.

Использование огнестойких смесей предусматривает соблюдение тех же пропорций, что и при выборе остальных связующих материалов.

Направления использования

Цемент жаростойкий можно применять для самых различных работ в сфере строительства. Однако из-за высокой стоимости его принято использовать для возведения построек и конструкций, находящихся под воздействием высокой температуры. Подобное решение особенно востребовано для промышленных помещений и частных домов.

Организация монолитной футеровки при проведении ремонтных и восстановительных работ с тепловым и плавильным оборудованием, которое эксплуатируется в температурном режиме до +1600°C.
Обустройство конструкций из железобетона, устойчивых к высокому нагреву.
Производство блоков и кирпичей с огнеупорными характеристиками.
Изготовление раствора для кирпичной кладки и обмазки банных печей.
Создание клеевых основ для нефтеперерабатывающей промышленности.
Возведение печей для производства стекла.
Сооружение каминов и печей для жилых объектов.
Монтаж систем дымоотвода.

Жаростойкие смеси необходимы и для горной или металлургической сферы деятельности. Еще они незаменимы для обустройства тоннелей, подложек и прочих конструкций, подвергающихся усиленному нагреву.

Марки огнеупорных цементов

Производство огнестойких цементных смесей подразумевает использование глинозема с учетом требований ГОСТа. В зависимости от концентрации в составе оксида алюминия цемент разделяется на несколько марок. Если содержание добавок не превышает 35%, продукция обозначается аббревиатурой ГЦ. При наличии более высокой доли применяется обозначение ВГЦ.

Смеси с маркой ВГЦ I на 60% состоят из алюминия. Еще в составе присутствуют такие компоненты:

Кальций — 32%.
Кремний — 3%.
Железо, магний, сера — от 1 до 2%.

Серия ВГЦ II содержит 70% оксида алюминия и небольшое количество оксидов кремния и кальция. Возле маркировки присутствуют цифры, указывающие на прочностные свойства при сжимающих нагрузках. Так, смеси серии ГЦ 40 могут выдерживать нагрузки от 40 МПа.

При выборе марки покупатели обращают внимание на фактические термические и механические нагрузки, с которыми будет сталкиваться цементная смесь. В продаже предлагается широкий выбор жаропрочных компонентов как зарубежного, так и отечественного производства.

Ко второй группе относятся материалы, которые создаются на основе клинкера из приволжских и центральных регионов Российской Федерации, Москвы и Сибири. Также на рынке доступны турецкие, финские, французские и польские смеси, обладающие массой эксплуатационных достоинств.

Главные характеристики материала

Эксплуатационные характеристики жаропрочных цементных смесей выглядят следующим образом:

Возможность эксплуатации под постоянным температурным воздействием до +3500°C. Устойчивость к прямому огню.
Улучшенные огнеупорные свойства и прочность, обусловленная особой технологией производства.
Повышенный коэффициент соединения с поверхностью и оптимальная вязкость.
Высокая скорость затвердевания. Конструкции, соединенные термостойкими компонентами, подлежат эксплуатации уже через 20 часов.
Отсутствие сложностей при самостоятельной подготовке смеси.
Стандартные пропорции для изготовления. Чтобы подготовить качественную смесь, достаточно использовать общепринятую рецептуру, как при производстве традиционных марок цемента.

Жаропрочный бетон на основе глиноземистого цемента своими руками

Чтобы изготовить огнестойкий бетон на основе глиноземистого цемента в домашних условиях, нужно подготовить следующие компоненты:

Технологический процесс содержит массу нюансов. В первую очередь следует позаботиться о чистоте всех составляющих, а еще предотвратить вероятность загрязнения огнеупорных компонентов песком, гранитом или известняком.

Строители используют разные способы изготовления огнестойкого бетона. Наиболее простая технология подразумевает использование готовой сухой смеси, содержащей в своем составе жаропрочные добавки. Если состав изготовляется с нуля, понадобится грамотно составить пропорции компонентов и смешать их.

Специалисты рекомендуют останавливаться на первом варианте, поскольку готовые сухие смеси обладают требуемыми эксплуатационными характеристиками и произведены по заводскому технологическому процессу. Поэтому пользователю предоставляется цемент высшего качества, который нужно лишь разбавить водой или растворителем.

Начиная самостоятельное изготовление огнеупорной бетонной смеси, важно предусмотреть наличие таких добавок:

Хромитовая руда.
Магнезитовый цемент.
Андезит.
Шамотный бой.

Если правильно подобрать ингредиенты, конечная конструкция будет надежной и долговечной.

Все составляющие переносятся в бетономешалку и тщательно перемешиваются в пропорции 1:4 (цемент и песок). Когда получится однородная смесь, к ней можно добавить жидкость до появления тестообразной консистенции. В таком случае смесь получит требуемую степень вязкости и быстро станет твердой. Разбавляя ее водой, важно придерживаться рекомендаций специалистов и не отклоняться от рецептуры.

Готовый состав помещается в формы и заливается в опалубку или применяется для кирпичной кладки. При использовании глиноземистых наполнителей важно вовремя разбавлять их водой, чтобы предотвратить чрезмерно быстрое схватывание.

После выполнения всех действий необходимо провести очистку оборудования и избавиться от застывшего материала с инструментом. Если возникает желание сделать небольшое количество раствора на основе портландцемента, смешивание компонентов можно выполнять без бетономешалки. Для этой цели используются широкие емкости и ручной инструмент.

Отличие от других видов цемента

Основное отличие огнеупорных цементных смесей от остальных марок заключается в усиленной защите от высокотемпературного воздействия. Классическая продукция подвергается растрескиванию при нагреве до +250°C.

Если на материал будет воздействовать температура свыше +500°C, бетон начнет деформироваться, массив потеряет целостность и станет непригодным для дальнейшего использования.

В отличие от традиционных марок цемента, жаропрочные аналоги сохраняют устойчивость к нагреву до +2000°C.

Стоимость продукции разных марок

Цена жаростойких материалов зависит от разных факторов, включая сезонный. Если они выпускаются в летний период, их стоимость повышается, поскольку объемы строительных работ стремительно растут. Зимой цемент более дешевый и продается как в розницу, так и оптом.

50 кг цемента ГЦ-40 обойдется по цене 1,3-1,4 тыс. рублей.
50 кг цемента Gorkal 40, производимого польской компанией, будут стоить 1,4-1,5 тыс. рублей.
Российский цемент ВГЦ-50 продается по цене 1,8 рубля за 20 кг.

Перед тем как приобрести смесь, нужно ознакомиться с наличием сертификатов качества и ее маркой.

Как работать

Цементные составы с жаропрочными свойствами стоят дороже, чем простые марки, поэтому работать с ними нужно более осторожно и ответственно. Если не учитывать правила и допускать погрешности, это может привести к неоправданным финансовым затратам и образованию низкокачественной конструкции.

Чтобы материал хорошо сцепился с поверхностью, важно грамотно подойти к подготовительным работам и очистить эту зону от любых неровностей или дефектов.

Собираясь нанести массу на рабочую площадь, важно избавиться от пыли и грязи, провести шлифовальные работы и устранить сажу или жировые пятна. Чем грамотнее будут проведены эти мероприятия, тем дольше и качественнее прослужит конструкция.

Минимальная температура застывания бетона – изюминки

При работе с бетоном очень принципиально важно учитывать влияние температуры воздуха на скорость его застывания и прочность. Игнорирование этого момента может привести к понижению качества материала, что в некоторых случаях просто недопустимо. Исходя из этого потом мы рассмотрим, какая оптимальная температура для застывания бетона, и что делать, в случае если температура воздуха существенно ниже этого показателя.

Зимние работы с цементным раствором

Цементный раствор состоит из песка, цемента и воды. Схватывается он благодаря именно цементу, в результате полученная цементная конструкция является очень прочной, использовать ее можно для заливки фундамента, на котором годами будут стоять стены дома. При минусовых же температурах, прежде чем цемент начнет схватываться замерзнет вода, входящая в состав раствора. С приходом весны такая цементная либо бетонная конструкция начнет крошиться и рассыпаться, ведь вода начнет оттаивать. Чтобы этого не происходило нужно сначала дать застыть цементу, а не замерзнуть воде. Добиться этого можно при помощи использования противозамерзающей жидкости. Она даже в сильные морозы не позволит раствору замерзнуть, максимум он может приобрести кашицеобразный вид, но на его характеристики это не повлияет. Раствор будет схватываться, но на это уйдет гораздо больше времени, чем необходимо на его застывание в летний период. При наступлении весны данная цементная конструкция будет обладать необходимыми прочностными характеристиками.

Для продления жизнестойкости раствора в последние годы некоторые фирмы стали производить противоморозные добавки. Их можно найти на любом рынке специализирующихся на продаже строительных материалов. Стоит обратить свое внимание на компанию Неомид и Экорум. Эти отечественные производители изготавливают качественные различные средства необходимые в строительной сфере. Имеются и противоморозные добавки Неомид Стопмороз и Экорум Морозостоп, которые идеально подходят для цементных растворов. По своим характеристикам они имеют некоторые отличия, и перед приобретением противоморозного состава их необходимо знать.

Метод замораживания

В этом случае, даже несмотря на отрицательную температуру, кладка кирпича ведется на открытом воздухе, раствор же при этом имеет достаточно высокую температуру.

Данный метод основывается на том, что в швах раствор замораживается и постепенно затвердевает весной ( частично – непосредственно в процессе кладки). Таким образом, постоянно происходит высвобождение тепловой энергии при химическом взаимодействии цемента и воды.

Важно! Этот способ позволяет строить стены выстой не более 15 м. При технической норме безопасности прочность можно рассчитать в соответствии именно с весенним периодом затвердевания цементного раствора.

Искусственное увеличение скорости застывания

Так как застывает бетон при минусовой температуре очень медленно, а сроки строительства зачастую ограничены, строители придумали несколько способов, как ускорить этот процесс.

Наиболее распространенные из них следующие:

Добавление специальных присадок в раствор;
Подогрев бетона электрическим кабелем;
Использование большего количества цемента в составе.

Теперь подробней рассмотрим особенности каждого из этих методов.

Использование модификаторов

Чаще всего, при проведении строительных работ в зимнее время используют модификаторы следующих типов:

Добавки типа С — ускорители твердения бетона;
Добавки типа Е — водозамещающие ускорители.

Наиболее эффективным и распространенным является хлорид калия. Однако, его доля в общей массе должна составлять не более 2 %.

Надо сказать, что ускорители затвердения не влияют на качество бетона, однако, в то же время они не защищают его от замерзания. Кроме того, их применение не отменяет требования к температуре раствора и выполнение мер по его защите от замерзания.

Обратите внимание! При выполнении стяжки или фундамента, нужно сразу продумать наличие отверстий и каналов для коммуникаций, так как последующая обработка будет весьма трудоемкой. К тому же она потребует специального инструмента, к примеру, резка железобетона алмазными кругами подразумевает наличие мощной болгарки.

Использование провода для обогрева бетона

Подогрев бетона

Для подогрева бетона зачастую используют специальный кабель. Это метод, можно назвать наиболее естественным. Единственное, для достижения положительного результата, должна строго соблюдаться определенная инструкция по обогреву (узнайте также как осуществляется прогрев бетона сварочным аппаратом).

В отличие от предыдущего метода, обогрев позволяет защитить бетон от замерзания. Соответственно, нет необходимости высчитывать при какой температуре застывает бетон и сколько длится этот процесс, так как можно обеспечить вполне нормальные условия.

На фото — кабель для прогрева бетона

Увеличение дозировки цемента

Данный метод можно использовать при незначительном снижении температуры. Увеличение дозировки должно быть небольшим, в противном случае качество бетона и его долговечность может существенно снизиться.

Совет! Если после застывание раствора понадобилось его просверлить, то наиболее эффективным методом является алмазное бурение отверстий в бетоне.

Противоморозные добавки для зимнего бетонирования

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

Присадки для уменьшения температуры замерзания воды, используемой для затворения цемента

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

Присадки для ускорения процесса твердения

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

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

Устройство кирпичной кладки – оптимальный температурный диапазон

Для того, чтобы готовая кладка отличалась высоким качеством, рекомендуется проводить работы при влажности воздуха не выше 75%, температура при этом может варьироваться в диапазоне 10 – 25 0 С.

Теплая и сухая погода способствует улучшению адгезии раствора с кирпичом, что положительно влияет на качество готовой кладки, а также способствует долговечности и прочности готовой конструкции. Разумеется, даже если вести работы исключительно в теплое время года, то представленное оптимальное сочетание параметров будет наблюдаться далеко не всегда. Отклонения, как по влажности, так и по температуре вполне допустимы. Если они составляют не более 10%, то принципиального влияния на качественные характеристики готовой конструкции это не окажет.

Однако с приближением температуры окружающего воздуха к нулевой отметке, требуется пересмотреть подход к организации кладочных работ.