Что такое зимнее бетонирование?
Согласно СП 70.13330, «зимним» называется бетонирование при среднесуточных температурах ниже 5°С или минимальных суточных температурах ниже 0°С.
Бетонирование в зимний период имеет свои преимущества.
- Зимние скидки на строительные материалы и спад востребованности рабочей силы позволяют сэкономить.
- Можно работать с фундаментами 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.
Технологии 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.
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.
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.
При длительной транспортировке готовой бетонной смеси и невозможности использовать подогрев, применяются противоморозные добавки.
Меры предупреждения промораживания бетона до достижения критической прочности
Различаются два основных метода зимнего бетонирования:
- Теплый бетон
- Холодный бетон
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.
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.
Достоинства метода:
- 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 большой площади поверхности охлаждения.
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.
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 зимних бетонных работ.
