Температурный режим при заливке бетона

Чтобы готовое изделие из бетона, после заливки, набрало необходимую проектную прочность и прослужило долгие годы, необходимо соблюдать температурный режим во время твердения. Оптимальная температура для твердения бетона +20С, при которой бетон набирает прочность за 28 суток. Но что делать, если вы заливаете фундамент осенью, когда температура воздуха чуть выше нуля? Современные технологии позволяют справиться с этой проблемой. Более того, при соблюдении определённых мер, бетонные работы можно производить даже зимой.

Процесс набора прочности бетонных конструкций

Чтобы ответить на вопрос: «При какой температуре можно заливать бетон?», необходимо понять, что происходит с бетоном во время твердения. После приготовления бетонной смеси в ней начинает происходить химическая реакция между водой и цементом. Этот процесс называют гидратацией цемента, которая проходит две стадии:

При схватывании в реакции участвуют алюминаты (С3А). В результате образуются иглообразные кристаллы, которые связываются между собой. Спустя 6 — 10 часов из этих кристаллов образуется подобие скелета.

С этого момента начинается твердение бетона. Здесь уже вступают в реакцию с водой клинкерные минералы (C3S и C2S) и начинает формироваться силикатная структура. В результате этой реакции образуются мелкие кристаллы, которые объединяются в мелкопористую структуру, что по сути и является бетоном.

Влияние отрицательной температуры на твердение бетона

Скорость течения гидратации сильно зависит от температуры. Снижение температуры с +20С до +5С увеличивает время твердения бетона до 5 раз. Но особенно резко замедляется реакция при дальнейшем снижении до 0С. А при отрицательной температуре гидратация прекращается, т.к. вода замерзает. Как известно, вода при замерзании расширяется. Это приводит к увеличению давления внутри бетонной смеси и разрушению сформировавшихся связей кристаллов. Как следствие происходит разрушение структуры бетона. Также образовавшийся лёд обволакивает крупные элементы заполнителей смеси (щебень, арматуру), разрушая их связи между цементным тестом. Это приводит к ухудшению монолитности конструкции.

При оттаивании воды процесс твердения возобновляется, но уже при деформированной структуре бетона. Что может привести не только к отслоению арматуры и больших элементов заполнителя бетонной смеси, но и к трещинам. Естественно, прочность такой бетонной конструкции будет гораздо меньше расчетной.

Следует заметить, что чем раньше бетон подвергся замораживанию, тем меньше будет его прочность.

Бетонирование зимой

Так как низкая температура значительно снижает скорость твердения, а мороз губительно сказывается на конструкции в целом, значит бетон надо согреть. Причем необходимо обеспечить равномерный прогрев. Минимальная температура для заливки бетона должна быть выше +5С. Если температура внутри смеси будет больше температуры снаружи смеси, то это может привести к деформации конструкции и образованию трещин. Прогревают бетон до момента набора критической прочности. При отсутствии данных в проектной документации о значении критической прочности она должна быть не менее 70% от проектной прочности. Если установлены требования по показателям морозостойкости и водонепроницаемости, то критическая прочность должна быть не менее 85% от проектной.

При заливке бетона в минусовую температуру используют разные технологии прогрева бетона. Чаще всего применяют способы:

• Термоса
• Электронагрева
• Паропрогрева

Метод термоса

Данный метод используется при массивных конструкциях. Он не требует дополнительного обогрева, но температура укладываемой смеси должна быть более +10С. Суть данного метода состоит в том, чтобы уложенная смесь, остывая, успела набрать критическую прочность. Химическая реакция твердения бетона является экзотермической, т.е. выделяется тепло. Поэтому, бетонная смесь подогревает сама себя. При отсутствии теплопотерь бетон может разогреться до температуры более 70С. Если опалубку и открытые поверхности защитить теплоизолирующим материалом, снизив таким образом теплопотери твердеющего бетона, вода не замерзнет и бетонная конструкция будет набирать прочность.

Для реализации метода термоса не требуется дополнительного оборудования, поэтому он является экономичным и простым.

Электронагрев бетонной смеси

Если в установленные сроки нельзя обеспечить набор критической прочности методом термоса, то прибегают к электронагреву. Разделяют три основных способа:

• прогрев электродами
• индукционный нагрев
• использование электронагревательных приборов

Способ прогрева электродами заключается в следующем, в свежеуложенную смесь вводят электроды и подают на них ток. При протекании электрического тока электроды нагреваются и обогревают бетон. Следует отметить, что ток должен быть переменным, т.к. при постоянном токе происходит электролиз воды с выделением газа. Этот газ экранирует поверхность электродов, сопротивление тока возрастает и нагрев существенно снижается. Если в конструкции используется железная арматура, то её можно использовать в качестве одного из электродов. Важно обеспечить равномерность прогрева бетона, и осуществлять контроль температуры. Она не должна превышать 60С.

Расход электроэнергии при данном способе варьируется в пределах 80 – 100 кВт*ч на 1 м3 бетона.

Индукционный прогрев используется редко, в силу сложности реализации. Он основан на принципе бесконтактного нагрева электропроводящих материалов токами высокой частоты. Вокруг стальной арматуры обматывают изолированный провод и пропускают через него ток. В результате появляется индукция и происходит нагрев арматуры.

Расход энергии при индукционном прогреве составляет 120 – 150 кВт*ч на 1 м3 бетона.

Ещё один из способов электронагрева бетона – это применение электронагревательных приборов. Существуют греющие маты, которые раскладываются на поверхности бетона и включаются в сеть. Так же можно соорудить над бетоном подобие палатки и уже внутри поставить электронагревательные приборы, например тепловую пушку. Но в данном случае необходимо позаботиться об удержании влаги в бетоне, не допустить преждевременного высыхания.

При температуре окружающего воздуха -20С расход электроэнергии, при данном методе, будет составлять 100 — 120 кВт*ч на 1 м3 бетона.

Паропрогрев бетона

Прогрев бетона паром является весьма эффективным и рекомендуется для тонкостенных конструкций. С внутренней стороны опалубки создаются каналы, через которые пропускают пар. Можно сделать двойную опалубку и пропускать пар между её стенками. Так же можно проложить трубы внутри бетона, и пропускать пар по ним. Бетон этим способом нагревают до 50 – 80С. Такая температура и благоприятная влажность ускоряет твердение бетона в несколько раз. Например, за двое суток, при данном методе, бетон набирает такую же прочность как при недельном твердении в нормальных условиях.

Но у этого метода есть существенный недостаток. Требуются внушительные затраты на его организацию.

Использование присадок

Ещё одним способом зимнего бетонирования является использование химических ускорителей твердения и противоморозных добавок. К ним относятся хлористые соли, нитрит натрия, карбонат кальция и др. Эти добавки понижают температуру замерзания воды и ускоряют гидратацию цемента. Их использование позволяет обойтись без прогрева бетона. Некоторые добавки повышают морозостойкость бетона, тем самым гидратация происходит даже при -20С.

Использование присадок обладает рядом недостатков. Их наличие в смеси пагубно сказывается на арматуре, начинается процесс коррозии. Поэтому использовать их можно только в неармированной конструкции. Также, при использовании противоморозных добавок, в зимний период, бетон наберёт прочность не более 30%. При наступлении плюсовой температуры произойдет оттаивание и дальнейший процесс набора прочности. Поэтому в бетоне, работающем при динамических нагрузках (фундамент под вибростанки, молоты и т.д.), использовать добавки нельзя.

Бетонирование в условиях сухого жаркого климата

Наряду с холодом бетон боится жары. Если температура окружающего воздуха превышает 35С и влажность менее 50%, то это способствует повышенному испарению воды из бетонной смеси. В результате водноцементный баланс нарушается и процесс гидратации замедляется или вовсе прекращается. Поэтому необходимо применять определённые меры по защите смеси от потери влаги. Можно понизить температуру свежеприготовленной смеси, если использовать охлаждённую воду, либо разбавить воду льдом. Этот нехитрый способ позволит избежать значительной потери воды при укладке смеси. Но через некоторое время смесь нагреется, поэтому следует позаботиться о дальнейшей герметичности конструкции. Опалубка должна быть герметичной, чтобы избежать потерь влаги через трещины. Впитывающую поверхность опалубки необходимо обработать специальным составом, ограничивающим сцепку с бетоном и поглощение влаги из него.

Необходимо оградить твердеющий бетон от воздействия прямых солнечных лучей. Для этого поверхность бетона укрывают мешковиной или брезентом. Через каждые 3 — 4 часа необходимо производить смачивание поверхности. Причём период увлажнения может достигать 28 суток, т.е. до полного набора прочности.

Одним из способов защиты при дефиците воды является возведение над поверхностью бетонной конструкции воздухонепроницаемого колпака из плёнки ПВХ толщиной не менее 0,2 мм.

Заключение

При +20С бетон набирает прочность за 28 суток. Бетонная смесь, без использования методов нагрева или охлаждения, твердеет при температуре от +5С до +35С. Но время набора проектной прочности будет разным. Чем выше температура смеси, тем быстрее она твердеет. Для заливки бетона выходящего за рамки указанной температуры, необходимо использовать определённые методы.

При отрицательных температурах надо прибегать к методам нагрева на протяжении всего срока набора критической прочности. Необходимо чтобы нагрев смеси был равномерным, без больших перепадов температуры в центре и на периферии. Так же необходимо осуществлять постоянный контроль за температурой.

Если же температура выше +35С, то необходимо принимать меры по охлаждению смеси в момент приготовления, транспортировки и укладки. Это делается для предотвращения потери воды и, как следствие, нарушению водноцементного баланса, что негативно сказывается на прочности бетонной конструкции. После укладки необходимо либо увлажнять бетон, либо обеспечить герметичность конструкции.

При какой температуре заливать бетон

Материал подготовлен компанией «Бетонстрой» Челябинск beton7511704.ru

Заливка бетона — непростой технологический процесс, требующий внимания со стороны специалиста. Именно от его качества зависит прочность и долговечность бетонной конструкции. О температурных особенностях бетонной заливки читайте в данной статье.

Застывание бетона: особенности процесса

При правильной заливке бетона проходит два функциональных этапа: схватываемость и застывание. Схватывается бетон примерно сутки, по консистенции становится твердым, но еще достаточно хрупок. Полноценное застывание наиболее длительный механизм и зависит от многих критериев: марка бетона, добавлением в него пластификаторов и др. химдобавок, особенности ландшафта и климата.

Идеальными параметрами для двух этих этапов являются наличие положительных температурных показателей (от 3 до 20 градусов). Температурный режим в застывании бетона играет не последнюю роль: чем выше показатели термометра, тем быстрее вы получите твердый и прочный бетон. Не маловажно обращать внимание и на показатели марки бетона.

М — марка бетона — показатель прочности и устойчивости к деформации бетона в стандартных условиях. Её определяют лабораторным путем, своими руками ее определить невозможно.

Заливка бетона в различных погодных ситуациях

Заливка бетона должна происходить при плюсовой температуре, которая может достигать от 5 до 15 градусов. Но что делать если погода не радует плюсовыми значениями? Давайте рассмотрим особенности этих ситуаций.

Заливка в минусовую температуру

В составе бетона одним из компонентов выступает вода, которая при минусовых значениях термометра леденеет, тем самым, не давая строительному бетону затвердевать. К тому же вода уменьшается в размерах, нарушается пропорциональность, что заставляет бетон становится рыхлым и разнородным. Арматурные вставки также не могут полноценно соединиться с бетоном. Таким образом, заливка бетона в экстремальные морозы становится невозможной. Зимой температурные показатели могут изменяться в зависимости от времени суток по нескольку раз. А возможные «подтаивания» бетона могут сделать постройку ломкой, что может привести к аварийности.

Тем не менее заливать бетон при «минусе» можно, но нужно соблюдать некоторые условия:

1. Необходимо выбрать более марки с более высокими прочностыми характеристиками (м300—400).
2. Важна доставка на специальном оборудовании (бетономиксере).
3. При заливке необходимо добавить к бетону морозостойкие химдобавки, которые помогут защить конструкцию от растрескивания.
4. Создать прогрев заливаемой площадки любыми отопительными приборами. Так вас не напугают даже самые лютые морозы.

Заливка в дождливую погоду

Не стоит заливать бетон во время ливней и затяжных дождей. Это чревато размыванием и неравномерностью покрытия. Если же непогода застала вас в начале работы с заливкой бетона, добавьте в него специальную добавку для уплотнения цемента. Если же дождь «зарядил» надолго, постарайтесь закрыть бетонируемую поверхность навесом или полиэтиленом.

Рассмотрев, особенности температурного режима при заливке бетона можно выделить несколько основополагающих критериев, которые помогут успешно залить бетоном вашу постройку: 1) выбор марки с более прочностными показателями, 2) быстрая доставка на спецоборудовании, 3) применение (при необходимости) химдобавок, 4) соблюдение стандартных правил процесса заливки (в т. ч. температурных режимов).

При какой температуре лучше заливать бетонный раствор?

Чтобы фундамент набрал максимальную прочность, нужно соблюсти все условия заливки бетона. От этого этапа зависит надежность и долговечность всей конструкции. Одним из важных факторов является температура окружающей среды. В некоторых случаях, например, во время жары или сильных морозов, проведение этой работы становится невозможным.

Оглавление:

1. Необходимые условия
2. Проведение работ весной и осенью
3. Заливка раствора зимой

Оптимальная температура для бетонирования

После смешивания вяжущего компонента – цемента – с водой происходит схватывание смеси. Скорость этой реакции напрямую зависит от температуры. Если она снижается на 10°, то процесс гидратации уменьшается в 2 раза. В итоге на затвердение состава и набора прочности потребуется намного больше времени. Если показатель падает ниже ноля, то вода превращается в лед и увеличивается в объеме приблизительно на 9%. Из-за этого внутри бетона создается напряжение, разрушающее его структуру изнутри.

После оттаивания в смеси возобновляется процесс гидратации, но набрать нужную прочность она уже не сможет. В результате получится фундамент меньшей марки. Оптимальная температура – от +15 до +25°С. При +23°С состав без добавок набирает 100 % прочность на 28-е сутки.

Если раствор от своей марки по прочности наберет 30-50 %, то из него выдавится излишек воды. Фундамент станет устойчивым к погодным условиям. Но дальнейшее дозревание будет проходить медленнее в несколько раз, чем при оптимальной температуре.

Чтобы повысить температуру бетона, применяются следующие методы:

• подогрев компонентов смеси;
• внесение добавок повышающих пластичность или понижающих минимальную температуру замерзания воды;
• обогрев после заливки;
• утепление;
• обустройство ограждений с тепловыми пушками.

Устанавливать на фундамент какие-либо конструкции можно только после набора им прочности не менее 70%. Если арматура была напряжена, то необходимо дождаться 100%.

Бетонирование весной и осенью

В весеннее время заливать основание начинают тогда, когда полностью оттает почва. Проводить бетонирование поверх замершего грунта нельзя. При оттаивании он изменяется в размерах, в итоге из-за подвижности земли появятся трещины.

Чтобы не увеличивать расходы на создание фундамента, лучше дождаться теплого сезона, когда температура воздуха держится выше нуля и не бывает заморозков. Тогда не придется использовать добавки для повышения пластичности раствора или обогревать его на улице.

Возможно изготавливать основание и осенью, когда погода еще сухая и положительная температура. Если неожиданно приходят дожди, то залитую в опалубку бетонную смесь накрывают пленкой. В случае резкого похолодания утепляют следующим образом:

1. Поверх фундамента укладываются намоченные водой опилки слоем 20 см.
2. Сверху все закрывается пленкой шириной 1,5 м.
3. Поверх гидроизоляции насыпаются сухие опилки толщиной 50 см.

Благодаря наличию воды в опилках будет лучше проходить процесс гидратации. Верхний слой сухой стружки не позволит заморозкам значительно снизить температуру сооружения.

Бетонирование в зимнее время года

Условия считаются зимними, если температура воздуха опускается ниже +5°С. Вода в течение первых двух/трех суток должна находиться в жидком состоянии. За это время основание сможет созреть.

Сделать это выйдет следующими способами:

1. Если применяется обычный портландцемент, то бетон при оптимальных условиях наберет 100 % прочность к 28 дню. Чтобы ускорить этот процесс, можно делать фундамент из раствора, замешанного на высокоактивном быстроотвердевающем цементе. Всего через 3-4 часа состав полностью созреет и не успеет замерзнуть. К недостаткам этого метода относят высокую стоимость и малое количество времени на заливку.
2. Проводится прогрев всех компонентов кроме цемента, тогда разрешено будет работать при минусовых температурах. Воду нагревают до +50°С. Такая степень нагретости является технологически оптимальной. Щебень доводят до +60°С, разогревают его с помощью пара или водой. Таким же образом проводится прогрев песка.
3. Добавки вносятся для повышения пластичности и удобоукладываемости. Бывают минеральные и органические, также добавляются полимерные, металлические или другие волокна, повышающие прочность. Если невозможно бетон прогреть, то используются присадки – они снижают температуру замерзания воды. К ним относятся поташ, хлористый кальций, соли хлорида и так далее.

Максимальная температура смеси не должна быть больше +70°С, если применяется быстротвердеющий вяжущий компонент. Состав из портландцемента нагревается до +80°С, из шлакопортландцемента – до +90.

Прогрев бетона возможно сделать несколькими методами. В первом случае используются греющие элементы, вводятся трубки с теплоносителем. Но чаще всего выбираются электронагревательные провода, их накручивают на арматурный каркас. После заливки подключают к источнику тока безопасного напряжения.

Второй вариант – обогревающие конструкции. Над фундаментом возводится теплица, внутри которой устанавливается тепловая пушка или вентилятор, либо применяется технология электроволнового обогрева с помощью электродов. Создается электромагнитное поле, под воздействием которого место бетонирования нагревается. Также могут быть использованы стержни или пластины, их монтируют на внутренние или внешние стенки опалубки.

Перед любым методом обогрева место на улице должно быть тщательно подготовлено. С опалубки счищается снег и лед. Прутья для арматурного каркаса нагреваются, чтобы на них не было наледей. Приготавливается оснастка для прогрева, проводится заливка. Детали сооружения, которые соприкасаются с открытым воздухом, теплоизолируются.

Рекомендации и недостатки бетонирования на улице в зимнее время

Проводить заливку зимой следует только в том случае, если нет возможности отложить работы на теплые сезоны года.

Также к минусам изготовления фундамента в это время относят такие факторы:

1. Дополнительные денежные затраты на приготовление раствора с добавками.
2. Необходимость прогрева смеси и постоянного контроля над температурой.
3. Повышение расходов за счет установки осветительных приборов из-за короткого светлого дня зимой.
4. Обустройство временного обогреваемого жилья для рабочих.

В жаркую погоду тоже не рекомендуется проводить бетонирование. Из-за повышенной температуры влага будет испаряться очень быстро. Цемент не успеет вступить в реакцию с жидкостью, в итоге бетон начнет растрескиваться и отслаиваться. При жаре весь фундамент придется часто опрыскивать водой и накрывать пленкой. Даже при низких расценках раствора зимой (из-за небольшого спроса) общая сумма денежных затрат на создание основания на улице будет больше, чем в теплые времена года.

При какой температуре заливать бетон

Одним из важных критериев набора бетоном требуемой прочности (прочность на сжатие) является температура его твердения. Несоблюдения температурного режима на строительной площадке может вылиться в значительное увеличение сроков сдачи объекта или, что значительно хуже, в изъяны будущей конструкции.

Именно поэтому еще на этапе планирования монолитных работ необходимо четко уяснить, при какой температуре заливают бетон. За эталонные условия, при которых бетон набирает максимальную (марочную) прочность за 28 суток принято считать +20°C. Этот показатель обозначается R28 и принимается равным единице при данных условиях. В других ситуациях прочность принимает дробное значение. Так 0,3 R28 означает 30% проектной прочности.

Зависимость прочности бетона от температуры и времени выдерживания представлена в таблице:

Прочность бетона от температуры и времени

Данные в таблице приведены для лабораторных условий и марок цементов, имеющих нормальную скорость твердения. В реальных же условиях и температура меняется в значительных диапазонах, и раствор может иметь разные характеристики. Поэтому рекомендуется немного увеличивать сроки выдерживания.

Заливка бетона при низких и высоких температурах

Основной совет, который можно дать людям, которые строят что-то своими руками, не прибегая к профессиональной помощи и технике, это заливать бетон летом при температурах выше 10°C (в крайнем случае – выше 5°C). Тогда бетон затвердеет в нужной степени за достаточно короткий срок.

Если же температура за время выдерживания может опуститься ниже 5°C, то следует подумать о технологиях прогрева бетона или сохранения выделяемого им тепла. Особенно это актуально в первые дни, когда происходит схватывание. Если в это время вода в растворе кристализуется, то лед попросту разорвет образовавшиеся связи цемента с наполнителем и конечное изделие получится крайне хрупким.

С другой стороны при температурах выше 30°C возникает проблема чрезмерного испарения влаги из тела бетона, что также негативно сказывается на его качестве. В этом случае залитый бетон необходимо накрывать защитной пленкой и периодически поливать его поверхность водой.

Для измерения температуры можно использовать бесконтактный термометр (пирометр), например, такой, как на видео:

Распалубку бетона можно проводить при достижении прочности в районе 50%, то есть на третий день при температуре воздуха 20°C. При достижении им 60-70% допускается производить частичную нагрузку конструкции.