Влияние отрицательных температур на бетонные работы

  Под бетоном понимается камень искусственного происхождения, для получения которого используется два основных элемента: цемент и вода. Также этот состав может быть дополнен различного рода наполнителями. Химический процесс, делающий возможным образование бетона, требует обязательного наличия воды. Ее взаимодействие с цементом способствует реакции, когда зерна этого вяжущего вещества покрываются иглообразными кристаллами. 

  Спустя 6 часов их количество возрастает настолько, что это приводит к надежному сцеплению цементных зерен между собой. Полный цикл формирования бетона занимает 4 недели. По истечении этого времени созданная посредством цементного камня конструкция становится способной выдерживать заложенную в проекте нагрузку. Такой процесс получил название «гидратация». Оптимальное его протекание – влажность 100% и температура +15…+25 °C.

  Температуры, величины которых отрицательные, становятся причиной кристаллизации воды. Она превращается в лед. Новое образование занимает больший объем по сравнению с водой (до 9%), что создает внутреннее напряжение. Кристаллы начинают разрушаться, и теряется связь между элементами структуры бетона. Нормализация температуры не содействует процессу восстановления прежнего состояния. Прочность бетона существенно снижается. Иногда бетонная конструкция теряет свою функциональность полностью. 

  Снижение прочности бетона зависит от того, как именно протекало его замерзание. Чем раньше наступает этот процесс во время образования цементного камня, тем менее прочным получается продукт на выходе. Отодвинуть момент замерзания можно посредством противоморозных добавок. Они обеспечивают требуемый запас времени для того, чтобы бетонная смесь успела набрать нужную прочность. В данном случае имеется в виду критическая прочность. Ее можно довести до проектной, когда условия станут более благоприятными.

  Критическая прочность – степень сопротивляемости бетона тому давлению, которое возникает внутри этого искусственного камня в результате его замерзания. При этом в зависимости от класса бетона и других условий предполагается следующая прочность по отношению к проектной: 

  • 20% – бетон + противоморозные добавки; 
  • 30% – от B30 и выше; 
  • 40% – с B12,5 по B25; 
  • 50% – с B7,5– по B10; 
  • 70% – бетон, подвергаемый заморозке неоднократно; 
  • 80% – конструкции, характеризуемые как преднапряженные.

  Важно! Прочность бетона требует соответствующего контроля, что достигается за счет испытания образцов, изготовление которых производится в непосредственном месте укладки бетона. 

  Выдержка бетонной смеси зависит от различных факторов: 

  • температура воздуха; 
  • массивность конструкции, предназначенной для бетонирования, то есть здесь во внимание берется ее форма и размер; 
  • наличие требуемого оборудования там, где предполагается укладка бетона; 
  • прочность бетона, что определяется его классом. 
  • Бетонирование зимой – обязательный контроль температуры: 
  • бетонной смеси и воды;
  • бетона до проведения работ по термической обработке; 
  •  бетонной смеси при прогреве и дальнейшем остывании. Здесь учитывается скорость таких изменений; 
  •  окружающего воздуха и смеси как разницы этих величин, когда производится распалубка и др. 

   

  Внимание! Конструкция должна освобождаться от укрытия тогда, когда температуры бетонной смеси и воздуха отличаются друг от друга в пределах 10 °C. 

  Бетонные работы. Работы перед бетонированием 

  Процесс бетонирования предваряется набором определенных мероприятий, в число которых входит подготовка опалубки, монтаж арматуры и установка электросетей. Также учитываются следующие нюансы: 

  Если температура воздуха опускается до отметки -15 °C, то это требует организации подогрева арматуры, имеющей диаметр 25 м, и прокатного профиля.

  Места, где предполагается укладка бетона, следует ограждать за счет использования брезента и щитов из фанеры. Это позволит снизить негативный эффект от таких явлений, как ветер и снег. 

  Укладка бетона производится только после очищения опалубки от снега и ее обогрева. 

  Приготовление бетонного раствора

  Температуры со знаком минус вынуждают заниматься приготовлением бетонной смеси в соответствии с определенными условиями. На выходе из бетоносмесителя раствор должен иметь такой нагрев, который будет оптимален для выдерживания бетона. Обеспечение нужной температуры достигается за счет всех компонентов бетонного раствора, загружаемого в смеситель. Их нагрев должен быть соответствующий. 

  Если применяется портландцемент М400, то выдерживается такой температурный режим: 

  • +60 °C – вода, заполнители или смеси на их основе; 
  • +35 °C – бетонный раствор на выходе из смесителя.

  Инфо! Определением требуемой температуры бетона занимается лаборатория, что делается в зависимости от сроков схватывания бетона. Низкие температуры диктуют особые требования, предъявляемые к составу бетонной смеси. Здесь на первый план выходит водоцементное отношение и применение пластификаторов. Последние используются в комплексе с противоморозными добавками. 

  На текущий момент в продаже имеются суперпластификаторы, позволяющие производить бетонирование при отрицательных температурах. Под такими добавками понимается, например, продукция ОАО «Полипласт»: Криопласт СП15-1 и П25-1. Эти продукты обеспечивают возможность бетонирования в условиях, когда температура опускается до -15…-25 °C. Их применение допускает электропрогрев.

  В зимний период надо отводить большее время, необходимое для полноценного перемешивания бетонной смеси. Временные затраты возрастают в 1,5 раза, если сравнивать с летними условиями. 

  Внимание! Бетонная смесь требует контроля в плане температуры и подвижности. Точки подобного контроля – выход бетона из смесителя и место его укладки. 

  Укладка бетонного раствора 

  Замерзание рабочих швов усложняет процесс бетонирования. Заливка конструкции должна производиться непрерывно за счет заполнения небольших по массивности участков, отличающихся малой длиной и шириной. Предыдущий слой бетона должен максимально быстро перекрываться следующим, так как это исключает остывание смеси ниже заданной температуры. 

  Укладка бетонного раствора в конструкции, характеризуемые как вертикальные, допускает падение бетонной смеси с высоты 5 метров, но это при летних условиях. Что касается зимы, то низкие температуры вынуждают уменьшить этот параметр до 1–1,5 м. 

  Завершение укладки бетона или временная остановка этого процесса должны соотноситься с обязательным укрытием открытых участков. Для этого используют термоизоляционные материалы, например, в виде рубероида или полимерной пленки. Проводятся такие мероприятия в соответствии с проектом производственных работ в условиях низких температур. 

  Бетонная поверхность требует уплотнения. Этим обеспечивается однородность бетонного слоя и необходимая плотность, что делает сооружаемые конструкции долговечными и прочными.Важно! Рабочие швы и углы – это те участки, которые требуют более тщательного уплотнения. Определение того, что дальнейшее уплотнение не требуется, проводится по следующим признакам: 

  • бетонная смесь перестала оседать; 
  • прекратилось выделение так называемого цементного молока; 
  • перестали образовываться пузырьки воздуха.

 

  Подвижность смеси задает то, насколько продолжителен будет процесс вибрирования, осуществляемый на одном месте. Обычно это 20–40 секунд. Наконечник работающего вибратора не должен входить в соприкосновение с арматурой. Если не соблюдать это условие, сцепление металла с бетоном нарушится. 

  Работы по уплотнению бетонной смеси требуют системного подхода. Надо обеспечить контроль, чтобы исключить вероятность пропусков тех или иных участков. Время непрерывной работы не должно превышать 30–40 минут. Затем вибратор отключается. Двигатель требует охлаждения.

 Как прогревать бетон 

  Прогрев бетона имеет некоторую вариативность в плане способов решения этой задачи. 

  Безобогревный на основе метода «термоса»: 

  • классический способ выдерживания в утепленной опалубке; 
  • с добавлением противоморозных компонентов; 
  • с предварительным разогревом.Искусственный обогрев:электротермическая обработка; 
  • горячий пар; 
  • подогретый воздух; 
  • инфракрасные лучи; 
  • греющие провода.