Бетонирование в зимних условиях

Современное строительство довольно часто прибегает к устройству бетонных и железобетонных конструкций. В условиях строительства новых многоэтажных зданий и роста городов остановка процесса будет означать потерю денег. Поэтому возникает вопрос зимнего бетонирования, который требует особо тщательного подхода. При отрицательных температурах вода, которая входит в состав цемента замерзает и, расширяясь, разрушает бетон. В дальнейшем это может привести к снижению прочности и сроку эксплуатации бетона. Зимнее бетонирование может осуществляться только при температуре от +5 градусов и ни в коем случае ни ниже 0. Главным условием бетонирования является набор прочности на ранней стадии твердения, а это невозможно при отрицательных температурах.

На данный момент можно выделить две основные причины, усложняющие процесс укладки бетона зимой. Стоит отметить, что при низких температурах замедляется процесс гидратации цемента, что стает причиной увеличения сроков набора твердости бетона. Также нежелательным процессом можно назвать развитие сил внутреннего давления, которые возникают из-за расширения замерзшей воды. Это может привести к разупрочнению бетона. Кроме того, вокруг заполнителей из замершей воды возникают ледяные пленки, нарушающие связь между компонентами смеси.

В современном строительстве существует несколько способов бетонирования в зимний период: электрический и инфракрасный прогрев бетона, использование добавок противоморозного действия, а также укрытие бетонной смеси пленкой ПВХ или другими утеплителями.

Использование добавок противоморозного действия

Использование противоморозных добавок является наиболее удобным технически и экономически выгодным методом проведения зимнего бетонирования. Данный способ значительно дешевле бетонирования с предварительным ограждением и утеплением конструкции, прогрева электричеством и инфракрасными лучами. Модификаторы противоморозного действия можно использовать самостоятельно, а можно и в сочетании с различными методами подогрева. Все добавки можно разделить на три основные группы.

Первую группу составляют добавки, которые слабо ускоряют или слабо замедляют процессы схватывания и твердения смеси. В состав этого класса входят электролиты, неэлектролиты и составы органического происхождения — карбамид и многоатомные спирты.

Ко второй группе можно отнести модификаторы на основе хлорида кальция. Эти вещества способны сильно ускорять процессы схватывания и твердения, а также обладают значительными антифризными качествами.

К третьей группе принадлежат вещества, которые обладают слабыми антифризными свойствами, но являются сильными ускорителями схватывания и твердения бетона. Эти добавки не везде можно использовать, но они представляют интерес с научной точки зрения. К этим веществам относятся трехвалентные сульфаты на основе алюминия и железа.

Метод термоса

Суть данного метода заключается в том, чтобы бетон, остывая до 0 градусов, смог за это время набрать критическую прочность. Учитывая это, следует назначить толщину и вид утеплителя опалубки. При данном методе бетонную смесь температурой 20-80 градусов необходимо уложить в утепленную опалубку, а открытые поверхности защитить от охлаждения. При этом в обогреве она не нуждается, поскольку количество теплоты, внесенное в смесь при приготовлении, а также выделяющееся при взаимодействии цемента с водой достаточно для ее твердения и набора критической прочности. Метод термоса, как правило, используется при бетонировании массивных конструкций.

Разогрев бетонной смеси у места бетонирования (для снижения теплопотерь при транспортировке) можно осуществлять при помощи специальных электродов, погружаемых в бетонную смесь. Следует отметить, что при разогреве бетонная смесь теряет свою подвижность, поэтому необходимо вводить пластификаторы.

Разогрев можно производить непосредственно в бадьях. Они для этого оснащаются пластинчатыми электродами, к которым подводится электроток 380 В. Подходящее место — это горизонтальная площадка с забором 1,5-1,7 м. Для контроля температуры используются термометры.

Также разогрев можно проводить в кузове автосамосвала. В его следует опустить специальный пакет электродов, затем кузов заземлить и подать на электроды электрический ток. По окончании разогрева электроды нужно извлечь.

Еще смесь разогревают в автобетоносмесителях. В него необходимо устроить специальные стержневые электроды, к которым подвести электрический ток. В процессе перемешивания смесь будет соприкасаться с электродами и разогреваться.

Способы искусственного нагрева бетона

Суть данного метода заключается в создании и поддержании температуры смеси при максимально допустимой величине, пока бетон не наберет необходимую прочность. На данный момент есть несколько вариантов достижения нужного результата.

Физический смысл электродного прогрева бетона аналогичен вышеописанному методу электродного разогрева смеси. В этом случае применяется теплота, которая выделяется смесью при пропускании через нее электрического тока. Для подведения электротока к бетону можно использовать несколько типов электродов: стержневые, полосовые, пластинчатые, струнные. Наиболее эффективными считаются пластинчатые электроды, они изготавливаются из кровельной стали. Пластины необходимо нашить на поверхность опалубки, непосредственно соприкасающуюся с бетоном, затем подключить к разноименным фазам сети. Между противолежащими электродами происходит токообмен, в результате нагревается вся бетонная конструкция.

Суть контактного нагрева заключается в использовании тепла, которое выделяется в проводнике при прохождении по нему электротока. Данным способом теплота будет передаваться всем поверхностям бетонного элемента. А от поверхностей тепло уже будет распространяться по всей конструкции. Для контактного разогрева бетона следует применять термоактивные гибкие покрытия или термоактивные опалубки.

Способ инфракрасного нагрева основан на способности инфракрасных лучей трансформироваться в тепловую энергию. Теплота от излучателя к нагреваемому телу передается моментально без использования переносчика тепла. В качестве генераторов инфракрасных волн можно использовать кварцевые и трубчатые металлические излучатели. Данный способ нагрева используется для отогрева арматуры, промороженных бетонных поверхностей и тепловой защиты уложенной бетонной смеси.

При индукционном нагреве применяется теплота, которая выделяется в стальной опалубке или арматурных изделиях, расположенных в электромагнитном поле катушки-индуктора. Данный метод используется для отогрева ранее выполненных бетонных конструкций при любой температуре окружающей среды и в любой опалубке.

Соблюдение всех рекомендаций по зимнему бетонированию даст возможность Вам избежать утраты прочностных характеристик бетонных и железобетонных конструкций, выполненных при пониженных температурах окружающей среды.