При проведении бетонирования монолитных конструкций в зимних условиях низкие температуры окружающей среды нарушают нормальное течение схватывания и твердения бетонной смеси, замедляют или делают невозможным набор марочной прочности. В соответствии с нормативными документами к зимнему бетонированию относятся работы, проводимые при среднесуточной температуре +5 °C, минимальной суточной температуре ниже 0 °C. Теоретически считается, что такие мероприятия при выполнении дополнительных операций можно проводить при температурах до -40 °C, но на практике минимальный температурный порог составляет -25 °C.
Особенности заливки бетона зимой
В состав бетонной смеси входят:
- портландцемент (чаще всего) – вяжущее, обеспечивающее при затворении с водой образование прочного и долговечного бетонного камня;
- инертные, мелкий и крупный, заполнители – строительный песок и щебень;
- вода, не содержащая вредных примесей;
- добавки различного назначения.
При добавлении воды начинается процесс кристаллизации кальциевых силикатов, входящих в состав цемента. Его результатом является набор марочной прочности бетона в течение 28 дней при +5…+20 °C.
При низких положительных температурах скорость твердения снижается (при +5 °С она замедляется в 3-4 раза по сравнению с твердением смеси при +20 °C), а при отрицательных прекращается совсем из-за замерзания воды. При бетонировании зимой наиболее опасны низкие температуры в самом начале схватывания смеси. При повышении температур процессы твердения возобновятся, но прочностные характеристики такого бетонного камня будет значительно ниже прочности бетона, который не был заморожен. Еще один опасный фактор замерзания воды в порах свежезалитой смеси – ее расширение, приводящее к разупрочнению материала. Вокруг арматурного каркаса образуются кристаллы льда, ухудшающие сцепление бетона с арматурной сталью.
Бетон, достигший критической прочности, может быть заморожен и разморожен без структурных разрушений. Для строительных конструкций общего назначения критической считается прочность, равная 50 % от марочного показателя, ответственного назначения – 70 %.
Методы зимнего бетонирования
Варианты проведения бетонных работ при низких температурах окружающей среды:
- введение в состав раствора противоморозных добавок;
- предварительный нагрев компонентов перед приготовлением раствора;
- прогрев свежеуложенного бетона;
- укрытие забетонированной конструкции теплоизоляционными материалами.
Повышение температуры бетона перед зимней укладкой
Бетонную смесь готовят в обогреваемых бетоносмесителях с применением подогретых воды и заполнителей. Заполнители можно не отогревать, если они сухие и не имеют наледи. Время перемешивания компонентов бетонной смеси увеличивается на 25 % по сравнению с летним бетонированием.
Примерная температура воды, используемая для разных видов вяжущего при производстве бетона зимой:
- шлакопортландцемент и пуццолановый цемент: +80 °C;
- быстротвердеющий портландцемент: +60 °C;
- глиноземистый цемент: +40 °C.
Транспортное средство, используемое для перевозки готового к применению бетона, должно обеспечивать поддержание его температуры на расчетном уровне. Заливка осуществляется ускоренными темпами, желательно с использованием бетононасоса. Температура основания и технология укладки должны предотвращать замерзание раствора в зоне его контакта с основанием. Необходимо тщательное вибрирование залитого бетона.
При бетонировании в зимний период для конструкции, в которой арматура имеет диаметр 24 мм и более или представляет собой жесткий стальной прокат, выполняется подогрев металла или осуществляется зональное уплотнение раствора.
Применение противоморозных добавок
Осуществление мероприятий зимнего бетонирования, перечисленных выше, усиливает действие противоморозных добавок, которые разделяют на три основные группы:
- Вещества, вызывающие экзотермическую реакцию, которая сопровождается выделением тепла. Это соли-электролиты, органические спирты. Применение солей-электролитов ограничено, поскольку они проявляются высолами на бетонной поверхности и провоцируют коррозию металлической арматуры.
- Модификаторы, приготовленные на базе хлорида кальция, в последнее время замененные формиатами кальция, натрия, готовыми комплексами заводского приготовления. Эти вещества разогревают раствор в течение длительного времени, ускоряют гидратационные процессы.
- Трехвалентные соли алюминия и железа ускоряют гидратацию.
Наиболее эффективную добавку может подобрать только специалист с учетом характеристик используемых бетонов, температуры окружающей среды и других конкретных строительных условий. Облегчают задачу зимнего бетонирования приготовленные в заводских условиях составы, содержащие пластификаторы: «Лигнопан», «Гидрозим», «Гидробетон С-3М-15».
Способы прогрева смеси при зимнем бетонировании
Для обеспечения нормальных условий схватывания и набора марочной прочности залитого бетона используют следующие методы:
- электродный обогрев через опалубку;
- популярный в современном строительстве вариант – прогрев специальными проводами ПНСВ, для которых указывают максимально возможную температуру нагрева;
- инфракрасный нагрев арматуры и укрывного материала;
- индукционный способ, при котором тепловая энергия от индуктора передается в залитый раствор через стальную арматуру;
- нагрев тепловыми пушками с устройством шатра над строительной конструкцией из ПВХ-материала.
Для массивных монолитных конструкций используется метод «термоса», подразумевающий утепление опалубки матами из минваты и ПВХ-пленкой.
Преимущества и недостатки заливки бетона в зимних условиях
Преимущества укладки бетона зимой:
- сезонные скидки на строительные материалы;
- упрощенная доставка компонентов бетонной смеси или готового бетона по замерзшим дорожным покрытиям, особенно это важно в болотистых местностях;
- сезонное снижение расценок на строительные работы.
Минусы заливки бетона в зимнее время:
- Необходимость разработки оптимальной технологии зимнего бетонирования и контроль всех этапов ее реализации. Самостоятельное зимнее бетонирование без контроля и консультаций специалиста может привести к самым негативным результатам.
- Ограниченное время транспортировок бетонной смеси, приготовленной в заводских условиях. Повышенные требования к компонентам этой смеси и технологии ее приготовления.
- Дополнительные затраты на химические добавки и/или проведение теплоизоляционных мероприятий.
Часто задаваемые вопросы
- Можно ли вести заливку фундамента ленточного типа зимой, если днем температура положительная, а ночью она опускается до -5 °C?
Можно. Бетон необходимо уложить утром, чтобы до падения температуры ниже нулевой отметки он успел набрать прочность 10 %, затем – соблюдать правила ухода за уложенным бетоном в зимнее время. Требуется укрыть конструкцию пленкой и теплоизоляторами: изолоном, пеноплексом, матами из минваты.
- Как определить, годен ли бетон к укладке в зимнее время?
Доставленный бетон должен быть пластичным, подвижным. Он должен иметь серый цвет или серо-коричневый оттенок. Изменение его цвета на черный свидетельствует о замерзании. Такой материал можно использовать при кабельном обогреве, но не при электродном.
- Сколько времени можно транспортировать бетонную смесь зимой?
При -10…-15 °C бетонная смесь может перевозиться в течение часа, не более. Период между укладкой и временем включения электроподогрева – не более получаса.
