Заливка бетона в холодное время года

Особенности строительства в зимний период

В первую очередь определимся с терминологией: если днем столбик термометра не поднимается выше 5 градусов, а ночью уверенно остается на отметке 0 или ниже, то условия работы считают зимними.

При такой температуре процесс гидратации бетона проходит очень медленно. Вода, постепенно замерзая, увеличивается в объеме и уменьшает коэффициент сцепления состава с арматурой. Фундамент от этого становится ненадежным, рассыпчатым, даже если использовать экономичный бетон М300.

Если заливать бетон при температуре ниже 0 в уже промерзлую почву, вода замерзнет быстрее, чем цемент провзаимодействует с жидкостью и тогда гидратация не произойдет вовсе – фундамент даст сильную усадку и раскрошится.

Главная особенность зимнего периода — низкая температура, которая оказывает существенное влияние на свойства бетона. Основной процесс формирования бетонной структуры — гидратация цемента. Повышение температуры играет роль катализатора в этом процессе и обеспечивает ускорение оформления окончательной структуры (набора прочности).

Нарастание прочности бетона с противоморозными добавками

Нарастание прочности бетона с противоморозными добавками.

Расчеты прочностных свойств основаны на оптимальной температуре около 18-20° С, при которой бетон набирает свою планируемую прочность через 28 дней после заливки.

Заливка бетона в холодное время года

4.1 Применение методов
зимнего бетонирования должно исключать преждевременное
замораживание бетонной смеси и бетона, обеспечивать заданные темпы
укладки бетонной смеси и получение нормируемых значений прочности
бетона при сокращении времени твердения, а также создавать условия,
исключающие образование трещин в конструкции из-за температурных
перепадов по сечению конструкции.


требования к бетонной смеси и условиям ее транспортирования,
обеспечивающие получение требуемых свойств и, прежде всего,
заданной температуры этой смеси при выгрузке из бетоносмесителя и у
места укладки в конструкции;-
нормируемые значения прочности бетона;-
температурные режимы выдерживания бетона, а при использовании
активных методов зимнего бетонирования — дополнительно
принципиальные и монтажные схемы прогрева;

4.3 Предварительный выбор
метода зимнего бетонирования следует осуществлять с учетом
рекомендаций, приведенных в приложении
Ч СТО 2.6.54* или приложении
Р СП 70.13330.________________*
Вероятно, ошибка оригинала. Следует читать: СТО НОСТРОЙ 2.6.54. — Примечание
изготовителя базы данных.Выбор наиболее
экономичного метода зимнего бетонирования рекомендуется производить
на основе технико-экономической оценки эффективности, выполняемой
посредством комплексного моделирования инвестиционных строительных
проектов.

При этом кроме обычных показателей эффективности, таких
как продолжительность строительства и (или) реализации
инвестиционного строительного проекта, трудоёмкость строительства,
стоимость, чистый доход, период окупаемости, могут быть
использованы дисконтированные показатели — чистый дисконтированный
доход, дисконтируемый период окупаемости, индекс прибыльности или
индекс доходности.

4.4 При выполнении
бетонных работ в зимний период следует соблюдать нижеприведенные
требования охраны труда и техники безопасности.

4.4.1 При эксплуатации
электроустановок для электротермообработки бетона помимо общих
требований правил безопасного производства работ согласно СНиП 12-03 следует руководствоваться
правилами
технической эксплуатации электроустановок потребителей.

4.4.2 В течение всего
периода эксплуатации электроустановок для электротермообработки
бетона рабочая зона должна быть оборудована знаками безопасности и
иметь ограждение высотой не менее 1 м. Вдоль ограждения
устанавливаются красные сигнальные лампы под напряжение не более 42
В, которые загораются одновременно с включением установок
электротермообрабоки.

4.4.3 Запрещается:-
хождение людей, размещение посторонних предметов на поверхности
обогреваемых конструкций;-
проводить работы по электротермообработке без ограждения зоны
производства работ;-
работать при обнаруженной неисправности электропроводки;-
прокладывать электрические провода непосредственно по грунту;

Работы по возведению фундаментной основы считаются немаловажным строительным этапом. Основной фактор, оказывающий влияние на окончательный результат – температурный режим воздуха и качественные характеристики бетонной смеси. Сегодня рассмотрим, при какой температуре можно заливать фундамент, чтобы основание под будущее сооружение отличалось надежностью и продолжительным эксплуатационным периодом.

Заливка бетона в холодное время года

Все знают, что раствор быстрей застывает, если стоит теплая погода, а вот жара может оказать пагубное влияние на свежезалитый бетон.

При температуре в пределах 5 – 15 градусов выше нуля схватывание состава происходит естественным образом, при этом бетон выделяет тепло в окружающую его среду. Но в жаркие дни этого не происходит.

В подобных условиях бетонный каркас начинает свое формирование при еще увеличенном объеме материала. При потере температуры поверхность постепенно оседает, а сформированная кристаллическая структура данному процессу создает препятствия. В конечном итоге, из-за созданного внутри напряжения, фундамент покрывается трещинами на четвертый – двенадцатый час с момента окончания заливки.

Для того, чтобы фундамент сохранял целостность при двадцати пяти градусах тепла и выше, необходимо для приготовления бетона применять портландцемент быстрого твердения, спустя пять – шесть часов от окончания бетонирования поливая водой и затеняя подручными материалами.

Замедление гидратации достигается вводимыми пластификаторными и модифицирующими добавками. Появляющиеся трещины говорят о том, что необходимо выполнить повторную трамбовку.

Запланировав строительство основания, следует учесть температурные условия, марку цементного материала и его качественное состояние. Особое внимание уделяется специальным добавкам, снижающим температурный показатель кристаллизации воды, и поддержке должного режима во время застывания бетонной смеси.

Залитый раствор схватывается в течение двадцати четырех часов, после этого на протяжении четырех недель набирает необходимую прочность.

Стандартная температура, при которой формируется основание – от трех до двадцати пяти градусов тепла.

Чтобы правильно выдерживать бетонный раствор до критических уровней прочности, следует знать особенности существующих для этого способов, их достоинства и недостатки.

Отметим, что определенные методы применяются в комплексе с некоторыми аналогами, в большинстве случаев с предварительным подогревом бетонного раствора.

Заливка бетона в холодное время года

Условия, способствующие для правильного твердения, должны создаваться снаружи здания. Заключаются они в выдерживании определенной температуры вокруг бетона.

Если заливка осуществляется при нулевой температуре, процессы, происходящие в растворе во время его застывания, просто прекращаются. Влага, оставшаяся внутри фундаментного основания, существенно увеличивает свои объемы, разрывая поверхность.

Чтобы избежать подобных негативных проявлений, строители пользуются определенными технологическими приемами:

  • определенные компоненты растворной смеси и опалубочная конструкция прогреваются;
  • внутри конструкции прокладывается специальный провод, осуществляющий подогрев;
  • вокруг фундаментной основы монтируются обогревательные устройства;
  • в бетонный раствор вводятся специальные противоморозные добавки, ускоряющие застывание или понижающие температуру, при которой вода начинает замерзать.

Если придется заливать бетон под фундамент зимой, рекомендуется сократить количество используемой для замеса раствора воды.

Необходимо быть готовым к тому, что перечисленные способы существенно повлияют на бюджет строительных работ в сторону его увеличения. Подобные методы, как следует из отзывов, редко используются начинающими застройщиками.

В подобных ситуациях применяют быстротвердеющий цементный состав, готовя раствор определенным образом:

  • две части воды подогревают до семидесяти градусов;
  • выполняется смешивание с песком или щебенкой;
  • подается в бетоносмеситель цемент, заливается оставшееся количество воды.

Перед заливкой бетона из опалубки удаляют лед, выполняют подогрев подстилающей подушки. Конструкция ленточного или иного фундамента укрывается полиэтиленом, чтобы тепло возле фундамента сохранялось максимально долго.

Зная, до каких температур можно заливать фундамент, все равно необходимо уточнить прогноз погода. Вполне возможно, что придется продумать систему подогрева. Кроме того, даже при отрицательных температурах воздуха понадобится устраивать гидроизоляцию.

Процесс набора прочности бетонных конструкций

5.1 Приготовление
бетонной смеси следует производить в соответствии с ГОСТ 7473 и СТО НОСТРОЙ 2.6.54 в обогреваемых
бетоносмесительных установках, применяя подогретую воду, оттаянные
или подогретые заполнители, обеспечивающие получение бетонной смеси
с температурой не ниже требуемой по расчёту. Допускается применение
неотогретых сухих заполнителей, не содержащих наледи на зёрнах и
смёрзшихся комьев.

где , — относительная влажность песка и крупного
заполнителя по массе, %;, , , — соответственно масса цемента, песка,
крупного заполнителя и воды в 1 м бетонной смеси, кг (в расчёте на сухие
заполнители);, , , — соответственно температура цемента,
песка, крупного заполнителя и воды при загрузке в смеситель,
°С;0,84 — удельная
теплоёмкость цемента, песка и крупного заполнителя,
кДж/(кг·°С);4,19 — удельная
теплоёмкость воды, кДж/(кг·°С).

5.3 Из формулы (1) можно
определить температуру любого компонента бетонной смеси (, , , ), задаваясь ее температурой и температурой
остальных компонентов.

5.4 Наибольшая допустимая
температура воды для бетонов на портланд- и шлакопортландцементах
не должна превышать 80°С, на быстротвердеющих цементах — 60°С.

5.5 Наибольшая допустимая
температура бетонной смеси на выходе из бетоносмесителя не должна
превышать 35°С.

5.6 Транспортирование
бетонной смеси необходимо производить с учетом требований ГОСТ 7473 и СТО НОСТРОЙ 2.6.54. Применяемые средства
и продолжительность транспортирования бетонной смеси должны
исключать возможность охлаждения её ниже значения, установленного
организационно-технологической документацией.

5.7 Бетонная смесь должна
обеспечивать набор бетоном требуемой прочности. Требуемая прочность
бетона определяется, исходя из проектного класса бетона по
прочности, согласно п.7.1
ГОСТ 18105.

5.8 Перед укладкой
бетонной смеси основание, установленные опалубка и арматура должны
быть очищены от снега и наледи согласно СП 70.13330 и СТО НОСТРОЙ 2.6.54. Для предотвращения
попадания на них снега следует сразу после их подготовки и монтажа
укрывать защитными материалами (плёнками, брезентом и т.п.).

5.9 Укладку бетонной
смеси необходимо производить с учетом требований СП 70.13330 и СТО НОСТРОЙ 2.6.54 такими методами,
которые исключают возможность замерзания смеси в зоне контакта с
основанием.

5.10 В зимнее время при
укладке бетонных смесей без противоморозных добавок необходимо
обеспечить температуру основания не менее плюс 5°С. Обеспечение
положительных температур основания возможно осуществить следующими
основными способами:-
утеплением;-
электродным прогревом;-
прогревом гибкими термоактивными покрытиями;-
отогревом тепловыми пушками или инфракрасными обогревателями в
тепляках.

где — коэффициент, учитывающий теплопотери
(=1,2); — площадь ограждения (внешнего контура и
основания тепляка), м; — перепад температуры между воздухом в
тепляке и наружным воздухом, °С; — приведенный коэффициент теплопередачи
ограждения (внешнего контура и основания тепляка), Вт/(м·°С); — мощность одной тепловой пушки, Вт.

Тепловые пушки прямого
нагрева можно устанавливать только снаружи тепляка, а подачу
теплого воздуха от них в тепляк осуществлять с помощью гибкого
отвода. Выполнение каких-либо работ в тепляке при этом
запрещается.Тепловые пушки непрямого
нагрева позволяют в процессе отогрева основания выполнять
совмещенные работы в тепляке, однако при этом необходимо
систематически проветривать тепляк.

5.12 При использовании
инфракрасных обогревателей их расставляют равномерно по тепляку,
направляя его излучение на отогреваемое основание.

5.13 Необходимую
продолжительность обогрева оснований (час) следует определять по
формулам:-
для глин и суглинков


для супесей и песчаных грунтов

где — глубина промерзания грунта, м; — среднесуточная температура наружного
воздуха на период обогрева, °С; — средняя рабочая температура обогрева
основания, °С.

5.14 Отогрев оснований
выполняется на глубину не менее 300 мм для непучинистых и бетонных
оснований и не менее 500 мм для пучинистых, с последующим
предохранением их от замерзания до момента укладки бетонной смеси.
Контроль глубины отогрева оснований рекомендуется осуществлять
посредством регистрации температуры в предварительно выполненных
скважинах необходимой глубины.

Бетонные работы в зимний период

5.15 Допускается не
отогревать непучинистые основания в случаях:-
использования активных методов зимнего бетонирования;-
использования пассивных методов зимнего бетонирования, если по
расчёту в зоне контакта на протяжении расчетного периода
выдерживания бетона не произойдет его замерзания.

5.16 При температуре
воздуха ниже минус 10°С согласно СТО НОСТОРОЙ 2.6.54* бетонирование
густоармированных конструкций (при расходе арматуры более 70
кг/м или расстоянии между параллельными
стержнями в свету менее 6) с арматурой диаметром больше 24 мм,
арматурой из жестких прокатных профилей или с крупными
металлическими закладными частями следует выполнять с
предварительным отогревом металла до положительной температуры, за
исключением случаев укладки предварительно разогретых бетонных
смесей (при температуре смеси выше 45°С).________________*
Вероятно, ошибка оригинала. Следует читать: СТО НОСТРОЙ 2.6.54. — Примечание
изготовителя базы данных.

Чтобы достигнуть максимальной прочности, нужно знать, при какой температуре заливать бетон, и оптимальные методики обеспечения твердения. Кроме того, требуется правильная подготовка опалубки. Перед заливкой раствора, необходимо тщательно очистить ее от наледи. Грунт и арматуру нужно прогреть, для чего применяются жаровни, тепловые пушки, инфракрасные излучатели и другие устройства.

Работа с ленточным фундаментом в такую погоду вполне возможна. Для этого нужно прогревать траншею постепенно, заливая в нее бетон. После заливки обязательный этап – качественная термоизоляция. Процесс продолжается до тех пор, пока периметр не замкнется. С применением добавок в бетонный раствор и качественной изоляцией ленточный фундамент можно заливать при температуре до -15⁰С.

При работе по укладке бетона, независимо от типа конструкции, нужна непрерывность выполнения работ до полной заливки монолита. Для успешного выполнения работ необходимо рассчитать обеспечить поставку нужного количества раствора и оптимальное число работников.

Перед тем, как заливать раствор в опалубку, необходимо убедиться, что его температура оптимальна – в районе 38⁰С. Если она превысит 40 градусов, то скорость затвердевания снизится за счет снижения качества цемента. В результате, для того, чтобы набралась критическая прочность, потребуется слишком много времени, жидкость в растворе рискует замерзнуть, и бетон потеряет свои свойства.

Отвечая на вопрос, возможна ли заливка бетона зимой, можно утверждать – однозначно да. При правильном технологическом подходе эти работы можно проводить при самых низких температурах. Укладка без дополнительного прогрева может производиться при небольших морозах, для этого потребуется хорошая термоизоляция и предварительный нагрев бетонного раствора.

Заливка бетона в холодное время года

При низких температурах требуется дополнительный прогрев массы бетона. Он осуществляется различными методами, выбирать которые нужно непосредственно на строительной площадке. Затраты на обогрев и теплоизоляцию окупаются, поскольку некондиционный бетон снизит качество всей конструкции.

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.

Требования к зимнему бетонированию

Установлено, что температура бетонного раствора в момент заливки не должна быть ниже 5° С для монолитных конструкций, ниже 20° С — для тонких слоев бетона. В процессе гидратации цемента внутри смеси выделяется тепло, но его хватает для того, чтобы снизить температуру замерзания воды только на 2-3° С (сравнение с окружающим воздухом).

Технически сложные способы зимнего бетонирования

Технически сложные способы зимнего бетонирования.

Помимо этого, сам раствор после смешения должен иметь температуру не ниже 20° С (желательно 30° С), иначе теряется его пластичность, укладка станет большой проблемой. Уплотнение холодной массы не достигнет нужного эффекта — появятся зоны недостаточного уплотнения смеси.

Предлагаем ознакомиться  Расстояние между книжными полками

Вышеуказанные условия, необходимые для формирования качественной структуры, вызывают необходимость применения специальных мер при укладке бетона в зимний период. Технология должна обеспечивать или прогрев раствора и поддержание нужной температуры, или введение добавок, которые способны понизить температуру замерзания воды, ускорить процесс упрочнения бетона при низких температурах и повысить пластичность раствора в холодное время.

Влияние температуры на твердение бетона

Бетон представляет собой смесь из наполнителей – песка и щебня, скрепленных между собой застывшим цементным молочком. При реакции с водой происходит его гидратация, затем он затвердевает с одновременным испарением воды. Критическая прочность при нормальной температуре набирается в течение одних или полутора суток, в зависимости от влажности окружающего воздуха.

правила зимнего бетонирования

Оптимальной для протекания реакции является температура около 20⁰С, раствор набирает расчетную прочность в течение 28 суток. Чтобы в первые дни вода не улетучивалась слишком быстро, бетон покрывают гидроизоляцией.

При 5⁰С застывание состава замедляется в 2 раза, а при нулевой температуре гидратация прекращается. Если до этого критическая прочность бетона набрана, с ним ничего не случится, он наберет прочность после потепления. Если же до замерзания набор критической прочности не произошел, материал не наберет нужных показателей, и будет крошиться после размораживания. В этом случае заливать любую марку бетона при минусовой температуре нельзя.

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.

Способы искусственного нагрева и прогрева бетона

В зимнее время раствор бетонируется 4 основными способами, способными удовлетворить предъявляемые требования, или (чаще всего) сочетанием таких способов. К ним относятся:

  1. Разогрев бетонного раствора при смешении и укладке.
  2. Введение специальных добавок противоморозной направленности.
  3. Обеспечение термосного эффекта.
  4. Длительный прогрев бетона во время твердения.

Разогрев раствора может производиться разными методами. Наиболее распространены разогрев паром, прогрев потоком воздуха (конверторный метод), индукционный разогрев, нагрев при помощи инфракрасного излучения, прямой электрический нагрев.

Инструменты для зимнего бетонирования

Инструменты для зимнего бетонирования.

при какой температуре можно заливать фундамент осенью

Длительный прогрев осуществляется в специальных опалубках, где размещены нагревательные элементы, обеспечивает принудительное нагревание бетона в процессе его твердения до температуры не ниже 5-10° С. Термосный эффект достигается сохранением тепла, выделяемого при гидратации цемента или другой реакции при введении добавки, за счет обеспечения хорошей теплоизоляции бетонной конструкции после заливки.

При зимнем бетонировании потребуются следующие инструменты:

  • миксер строительный;
  • лопата;
  • весы;
  • мастерок;
  • шпатель;
  • термометр;
  • болгарка;
  • электродрель;
  • молоток;
  • плоскогубцы;
  • отвертка;
  • отвес;
  • уровень;
  • рулетка;
  • молоток;
  • лом;
  • терка;
  • кельма.

Бетонирование в зимний период может проводиться и с помощью подогрева смеси. Наиболее часто используется метод электродного прогрева. В раствор вводятся электроды. Через них пропускается электрический ток, что приводит к выделению тепла, необходимого для застывания раствора.

Более сложным является метод контактного нагрева, когда электрический ток проходит по проводнику, который разогревается и прогревает бетонную толщу. Кроме того, нередко выполняется обустройство термоактивной опалубки.

При необходимости прогрева крупных объектов нередко применяется инфракрасный обогрев. Он требует применения специального оборудования, испускающего инфракрасные лучи. Это облегчает бетонирование в мороз.

Особенности заливки бетона зимой

Есть несколько способов избежать проблем при зимнем бетонировании:

  • использовать фирменные противоморозные добавки – они не замерзают при низкой температуре и способствуют правильной гидратации цемента;
  • укрывать бетон пленками, тентом и другими материалами для сохранения тепла;
  • прогревать площадку тепловыми пушками;
  • создать электропрогрев фундамента.

Чтобы бетон действительно хорошо схватился и приобрел необходимую прочность, нужно поддерживать плюсовую температуру не только во время заливки, но и как минимум месяц после завершения работ.

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.

при какой температуре можно заливать фундамент осенью

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.

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.

при какой температуре можно заливать фундамент осенью

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.

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

Применение добавок противоморозного действия

Во время зимы заливка бетона представляет большую сложность. Низкие температуры приводят к замедлению гидратации цемента. Это приводит к тому, что залитая поверхность медленнее отвердевает.

Опалубка под ленточный фундамент

Нивелировать данные нежелательные эффекты влияния низких температур помогают специальные добавки. Их можно разделить на 3 категории. К первой категории относятся модификаторы, которые ускоряют схватывание бетона.

  • карбонат натрия;
  • тетраборат натрия;
  • нитрат натрия;
  • формиат натрия.

Ко второй категории относятся добавки, включающие сульфиты. Такие модификаторы обеспечивают выделение большого количества тепла, за счет чего ускоряется процесс взаимодействия составных частей бетонной смеси с продуктами гидратации. При этом сульфитосодержащие добавки нельзя применять для снижения температуры замерзания бетонной смеси.

К третьей категории относятся модификаторы, оказывающие антифризное действие. Данные добавки способны снижать температуру кристаллизации входящей в состав раствора жидкости. Кроме того, такие составы могут немного уменьшить или увеличить скорость схватывания материала.

Технология использования таких добавок крайне проста. Вещества вводятся в раствор во время его приготовления. Учитывая, что большинство добавок ускоряют схватывание бетона, поэтому такую смесь следует залить в течение 3 часов после изготовления. При этом важно, чтобы температура бетонного состава была не менее 20°C.

Так как заливать смесь нужно быстро, не рекомендуется транспортировать ее после изготовления на расстояние более 100 км. При необходимости более длительной транспортировки есть вероятность, что бетон схватится раньше времени.

Проводя своими руками бетонные работы в зимнее время с использованием добавок, нужно учесть ряд важных правил. Когда встает вопрос, как залить бетон в мороз, рекомендуется применять только быстротвердеющие цементы высокой марки, а также портландцементы.

Крайне важно подогреть компоненты смеси при ее приготовлении, если планируется заливка бетона. Это создаст запас внутреннего тепла и обеспечит равномерное схватывание и набор прочности материала.

Есть еще одна важная особенность зимнего бетонирования с применением добавок. После того как бетонные работы зимой будут завершены, следует утеплить поверхность. Для этого ее укрывают матами минеральной ваты и рубероидом. Это снизит скорость потери тепла и создаст условия для протекания процесса отвердения после заливки.

Транспортировка должна осуществляться в утепленной машине. Кроме того, перед заливкой следует очистить арматуру и опалубку от наледи и снега. Проводить бетонные работы в зимний период нужно быстро, чтобы раствор не успел остыть до момента, когда не будет сверху уложен утеплительный пирог.

Зимнее бетонирование расширяет свои возможности при введении противоморозных добавок. Такие бетонные смеси без подогрева можно использовать при температуре 0-5° С. Самой распространенной противоморозной добавкой являются поташ и нитрат натрия. Количество вводимой добавки зависит от условий твердения бетона:

  • при температуре воздуха до -5° С потребуется 5-6% указанных добавок;
  • при температуре до -10° С — 6-8%;
  • при -15° С — 8-10%.
Способы и средства выдерживания бетона при зимнем бетонировании

Способы и средства выдерживания бетона при зимнем бетонировании.

Если твердение массы проходит при большем морозе, то нитрат натрия не применяется, а количество поташа увеличивается до 12-15%. Помимо этих веществ, можно использовать мочевину или смесь нитрата кальция с мочевиной.

Эффект повышения морозостойкости усиливается при одновременном добавлении ускорителей твердения массы. К наиболее распространенным можно отнести формиат натрия, асол-К, смесь на основе ацетилацетона и некоторые другие. В качестве стандартных противоморозных добавок с дополнительными пластифицирующими и ускоряющими свойствами можно рекомендовать:

  • гидробетон С-3М-15;
  • гидрозим;
  • лигнопан;
  • победит-антимороз;
  • бетонсан;
  • сементол.

Использование присадок

Бетонирование в зимних условиях с использованием термосного эффекта заключается в увеличении времени остывания бетонной конструкции на период, достаточный для набора нужной прочности. Главная задача — сохранить тепло раствора, обеспеченного при его приготовлении, и тепло, выделяющееся при гидратации цемента.

Метод электропрогрева бетона для зимней кладки

Метод электропрогрева бетона для зимней кладки.

Способ термоса обычно используется совместно с введением добавок, ускоряющих застывание массы и снижающих температуру замерзания воды. В качестве таких добавок применяются хлористые кальций и натрий или нитрит натрия в количестве до 5% от веса цемента.

Сам «термос» монтируется в виде утепленной опалубки, стенки которой покрываются теплоизоляционными материалами в несколько слоев. Хорошими теплоизоляторами являются пенополистирол и минеральная вата. Термосные стенки изготавливаются в следующем порядке: на опалубку крепится слой гидроизоляции (полиэтиленовая пленка), поверх — теплоизоляция, сверху — еще один слой гидроизоляции.

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%.

Методики бетонирования в зимних условиях

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.

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.

Предлагаем ознакомиться  Установка печи с топкой из предбанника

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

Главным условием правильной заливки бетона при отрицательных температурах является сохранение теплоты, достаточной для обеспечения набора прочности. Популярные способы укладки строительных растворов зимой:

  • Предварительный прогрев изготавливаемой смеси;
  • Устройство надежной теплоизоляции и уход за раствором;
  • Электроподогрев залитого в опалубку бетона;
  • Добавка специальных присадок, снижающих температуру замерзания воды и ускоряющих затвердевание.

Таким образом, бетонировать на улице зимой можно без потери показателей прочности, но для этого нужно придерживаться выбранных методик. По затратам использование тепловых пушек является самым нерентабельным вариантом, наиболее дешевой методикой является добавка присадок. Электроподогрев и устройство теплоизоляции представляют собой промежуточные варианты.

Чтобы залить бетон в минусовую температуру, компоненты подогревают. Наполнители нагреваются до 55-60⁰С, а воду подают в раствор при 90⁰С. Цемент перед добавлением разогревается до комнатных температур, иначе он теряет скрепляющие свойства. Перед укладкой температура раствора не должна быть ниже 35⁰С.

При перемешивании требуется использовать бетономешалку, в которую подается сначала нагретая вода, затем наполнители, и только потом цемент. При заливке такой смеси, тепловой энергии монолита хватает, чтобы набрать критическую прочность, с учетом того, что при гидратации цемента выделяется дополнительное тепло.

При очень низких температурах нагретая смесь требует дополнительного утепления или подогрева. Экономически более целесообразно утепление, при помощи недорогих теплоизолирующих материалов, не требующих дополнительных источников энергии. На бетонированной поверхности выстилают сено или солому, используют старые тряпки, торф, пленку или теплоизолирующие покрывала. Иногда устраиваются так называемые «тепляки» схожие с теплицами.

Если бетонировать при температурах ниже -5⁰С, потребуется дополнительный подогрев. Для этого используются следующие технологии:

  • Обогрев тепловыми пушками или печами под тепляками. Это затратный метод, требующий постоянного дополнительного увлажнения. Подходит для площадок, к которым не проведено электричество.
  • Применение термоматов, работающих от электричества. Они выкладываются на поверхность залитого бетона и подключаются к источнику тока. Требуют большой объем электроэнергии.
    Инфракрасные излучатели устанавливаются над залитой поверхностью или вокруг опалубки, интенсивность и направление нагрева регулируется отражателями. Подходит для вертикальных и малодоступных конструкций.
  • Для прогрева бетонированной площади применяют специальные кабеля или электроды, по которым пропускают электрический ток. Методика удобна при использовании, но требует больших объемов электроэнергии. Установка системы электродов требует больше затрат, поскольку при высыхании сопротивление раствора, который сам является проводником, возрастает.

Введение добавок

Улучшение характеристик раствора специальными присадками, это самый удобный и экономный метод заливки раствора зимой. Применяя его совместно с обогревом, можно ускорить выполнение работ и повысить качество бетона. Различают два основных типа присадок для заливки бетоного раствора зимой:

  1. Составы, уменьшающие температуру замерзания воды. Раствор застывает довольно долго, но вода не кристаллизуется, поэтому качество бетона не страдает. Для ускорения реакции требуют теплоизоляции. В этом качестве используют соли кальция или натрия и поташ, которые препятствуют кристаллизации воды.
  2. Добавки, увеличивающие скорость затвердевания раствора. Сокращают время, необходимо для набирания бетоном критичной прочности, поэтому вода в прогретой смеси не успевает кристаллизоваться. Применяется нитрит-нитрат кальция, тот же поташ, соли кальция в смеси с мочевиной.

Количество присадок зависит от температурного диапазона, в котором будет производиться заливка бетонной конструкции. От -5 до -10⁰С добавляют до 5-8% от массы цемента. Со снижением температуры до -15⁰С концентрацию увеличивают до 10% по массе от добавленного цемента, а до -25⁰С нужно добавлять не менее 15% добавок.

Электрический разогрев

Бетонные работы зимой можно проводить при предварительном электрическом разогреве раствора. Технология способа основана на нагреве с помощью электродов, опущенных в бетонный состав. Обычно применяются электроды пластинчатого типа на напряжение в 380 В, при этом емкость должна быть заземлена.

В результате разогрева массы раствор может потерять свои эластические свойства, поэтому рекомендуется вводить пластифицирующие добавки. Прогрев смеси можно проводить и в барабане бетономешалки с применением электродов в виде стержней. Прогрев производится с таким учетом, чтобы укладываемый раствор имел температуру 30-40° С.

Электрический метод можно использовать для разогрева раствора во время заливки опалубки. Применение находят два способа: периферийный нагрев (плоские электроды размещаются по поверхности бетонного элемента) и сквозной разогрев (стержневые электроды пропущены через толщу бетона и опалубку). В последнем случае следует исключить контакт электродов с арматурой бетонной конструкции.

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.

Инфракрасный нагрев

Технология зимнего бетонирования может быть основана на разогреве массы с помощью инфракрасных лучей. Источником их служат стандартные нагреватели мощностью до 1.2 кВт на напряжение 220 или 380 В и керамические стержневые излучатели диаметром до 50 мм. Излучение направляется отражателями параболического или сферического типа.

Такие устройства используются в скользящей опалубке, когда обогрев можно обеспечить с обеих сторон. Излучатели закрепляются к опалубке, а бетонная конструкция прикрывается брезентовым щитом. При кладке стен в щитовой и объемно-переставной опалубках находит использование нагрев с одной стороны с помощью излучателя сферического вида. С целью повышения поглощения тепла щиты опалубки целесообразно покрыть черным ла­ком. Температура разогрева может достигать 80° С.

7.1 Сущность способа
заключается в кондуктивной передаче тепла контактной зоне бетона от
нагретого провода, находящегося в теле прогреваемой конструкции и
дальнейшему распределению тепла по ее сечению вследствие
теплопроводности.

7.2 Способ прогрева
бетона нагревательными проводами может быть совмещен с другими
способами зимнего бетонирования.

Гидроизоляционная пленка на морозе может потерять пластичность и стать ломкой

7.3 В качестве
нагревательных проводов рекомендуется использовать провода со
стальной изолированной токонесущей жилой диаметром 1…3 мм марки
ПНСВ. Возможно использование аналогичных по конструкции
трансляционных проводов марок ПВЖ, ПГЖ и т.п., а также
нагревательных проводов марок ПНПЖ, ПНВЖ, ПОСХВ, ПОСХП и т.п.

Ниже
приведенные данные касаются провода марки ПНСВ.Изоляцией стальной жилы
служит полиэтилен (температура размягчения 70°С) либо
поливинилхлорид (температура размягчения 170°С). Допускается
использовать силиконовую и фторопластовую изоляции, у которых
допустимая температура нагрева составляет 150…220°С.

Выбор
изоляции нагревательного провода осуществляется из следующих
предпосылок:-
применение изоляции с более высокой температурой размягчения
позволяет пропускать через провод большие значения токовой
нагрузки, что обеспечивает ускорение прогрева бетона;-
поливинилхлоридная изоляция (в отличие от полиэтиленовой) при
температуре -10°С теряет свою гибкость и при монтаже подвержена
растрескиванию;


для армированных конструкций желательно использовать изоляцию с
большей температурой размягчения, чтобы исключить короткое
замыкания стальной жилы на арматуру вследствие пробоя изоляции.Приблизительные
температуры нагрева провода в зависимости от погонной нагрузки
приведены в таблице Б.1 (приложение Б).

7.4 Максимальная погонная
нагрузка на провод не должна превышать 45…50 Вт/м, так как
температура бетона превышающая 100°С ведет к обезвоживанию
контактных зон бетона, их неполной гидратации и, в конечном итоге,
снижению прочности. Для неармированных конструкций оптимальная
погонная нагрузка на провод составляет 30…35 Вт/м, для
армированных — 35…40 Вт/м.

7.5 Термообработка
осуществляется на пониженных напряжениях (24…120 В). При
обеспечении безопасных условий производства работ допускается
выполнять термообработку на промышленных напряжениях (220/380
В).

, (28)

где — площадь поперечного сечения стальной
жилы, мм; — удельное электросопротивление стальной
жилы при рабочей температуре , Ом·мм/м.

, (29)

где — удельное электрическое сопротивление
стальной жилы при 20°С (в случае отсутствия данных завода
изготовителя провода, можно принять равным 0,150 Ом·мм/м); — температурный коэффициент сопротивления
стальной жилы, равный 0,0046°С; — коэффициент принимаемый для постоянного
тока 1, для переменного при рабочей температуре от 50°С до 60°С —
1,02, от 61°С до 80°С — 1,06, от 81°С до 100°С — 1,2.

, (30)

но не более 15А. Здесь — погонная нагрузка на провод, Вт/м.

, (31)

. (32)

. (33)

7.10 Схемы соединения
проводов к источнику тока по типу «звезда» и «треугольник»
приведены на рисунках 7.1-7.2.

Рисунок 7.1 — Схема соединения проводов звездой

Рисунок 7.2 — Схема соединения проводов треугольником

, (34)

. (35)

Здесь — предельно допустимый ток для данного
трансформатора при принятом напряжении (по паспортным данным).Общее количество ниток
должно быть кратно трем, чтобы обеспечивалась равномерная загрузка
фаз.

7.12 Для некоторых
конструкций целесообразно расчётную длину провода не определять, а
назначать директивно. Например, для прогрева бетона в перекрытиях
или подпорных стенах длину провода эффективнее назначать кратной
ширине или высоте конструкции, чтобы обеспечить удобство коммутации
проводов к шинопроводу. При этом обязательно должно быть выполнено
условие

, (36)

Несъемная опалубка из экструдированного пенополистирола

. (37)

. (38)

. (39)

В
некоторых случаях, если расчётная длина провода меньше необходимой,
можно вместо соединения звездой использовать соединение
треугольником, так как в этом случае длина провода увеличивается в
1,73 раза.

. (40)

7.14 Нагревательные
провода расчетной длины закладываются в конструкцию до начала
бетонирования. Отклонение длины провода от расчетной не
допускается. Так, излишняя длина нагревательного провода приводит к
его перерасходу и необходимости более плотной навивки в теле
конструкции, что ведет к увеличению трудоемкости работ.

Одновременно уменьшается погонная нагрузка на провод, что приводит
к снижению скорости прогрева бетона и увеличению продолжительности
работ. С другой стороны, уменьшение длины греющего провода ведет к
его чрезмерному нагреву, что влечет перегрев бетона в контактной
зоне и возможному расплавлению изоляции с последующим коротким
замыканием жилы на арматуру.

, (41)

где Р — удельная требуемая мощность, приходящаяся на единицу
площади прогреваемой конструкции, Вт/м.

, (42)

где — коэффициент, учитывающий потери тепла
(может быть принят 1,16); — площадь боковой поверхности конструкции,
м.Окончательное значение
шага расстановки нагревательных проводов назначается с учетом
фактического расположения арматуры в конструкции в соответствии с
ее рабочими чертежами.В
зонах конструкции, подвергающихся интенсивному охлаждению
(например, углы или торцы конструкции), целесообразно уменьшать шаг
расстановки проводов. При этом шаг расстановки проводов должен быть
не менее 50 мм.

. (43)

7.17 Нагревательный
провод крепится к арматурному каркасу (сетке) в наиболее
безопасных, с точки зрения их повреждения, местах.Провод не должен касаться
материалов с низкой теплопроводностью (например, деревянной или
фанерной опалубки, теплоизоляции и т.п.).Крепление нагревательного
провода выполняется отрезками-отходами провода с шагом 0,5…0,75
м.

Возможно применение отрезков полипропиленового шпагата или
мягкой вязальной проволоки диаметром не менее 1,2 мм с контролем
отсутствия повреждения изоляции. Крепление производится без
сильного натяжения (с усилием до 3…5 кг).Радиус изгиба провода
принимается не менее 3 наружных диаметров, но не менее 25 мм.

7.18 Во избежание
обгорания изоляции нагревательного провода, выпуск его концов из
бетона осуществляется через изолированные монтажные одножильные
отводы.В
качестве монтажного отвода рекомендуется использовать алюминиевый
провод (при токе до 100 А), например, марки АПВ или медный провод
(при токе более 100 А), например, марки КГ.Сечение монтажного отвода
определяется на основании расчётной токовой нагрузки, А, по таблице
Б.2 (приложение Б).

, (44)

Армирование фундаментной ленты

где — количество проводов, подключенных к
одному отводу.Принятое сечение
монтажного отвода не должно быть менее 2,5 мм.

, (45)

. (46)

Здесь — количество троек или треугольников,
соответственно.

7.20 Подключение
нагревательных проводов к источнику тока производится по мере
завершения работ по укладке бетона на отдельных участках захватки,
не допуская замораживания бетона и не допуская подключения
нагревателей на тех участках, где укладка бетона еще не
завершена.Открытая (не
забетонированная) арматура железобетонных конструкций, связанная с
участком, находящимся под электрическим током, подлежит заземлению
(занулению).

Один из видов модифицирующих добавок в бетонный расвор

, (47)

где , , — удельные мощности необходимые для
разогрева бетона, опалубки и арматуры соответственно; — удельная мощность, эквивалентная
экзотермическому теплу, выделившемуся в бетоне (можно принять 0,8
кВт/м); — удельная мощность, требуемая в период
изотермического выдерживания, кВт/м.

Опалубки с подогревом

Качественные бетонные работы зимой можно проводить при обеспечении твердения бетона (при разогреве) за счет использования нагреваемых опалубок. Для этого стенки опалубки выполняются многослойными, а между слоями закрепляются нагревательные элементы. Сверху на опалубке монтируется теплоизоляционный экран.

Современные составы для противоморозных добавок в бетонные смеси и различные способы разогрева массы позволяют проводить бетонные работы в зимнее время. Контроль за исключением замерзания воды обеспечит надлежащее качество и достижение нужной прочности бетонной конструкции.

АННОТАЦИЯ

Настоящие рекомендации
разработаны в рамках Программы стандартизации Национального
объединения строителей и направлены на реализацию Градостроительного кодекса Российской
Федерации, Федеральных законов Российской Федерации от 27 декабря 2002 года N 184-ФЗ «О
техническом регулировании», от 30
декабря 2009 года N 384-ФЗ «Технический регламент о безопасности
зданий и сооружений», постановления Правительства Российской
Федерации от 21 июня 2010 года N 468 «О порядке проведения
строительного контроля при осуществлении строительства,
реконструкции и капитального ремонта объектов капитального
строительства», приказа
Министерства регионального развития Российской Федерации от 30
декабря 2009 года N 624 «Об утверждении Перечня видов работ по
инженерным изысканиям, по подготовке проектной документации, по
строительству, реконструкции, капитальному ремонту объектов
капитального строительства, которые оказывают влияние на
безопасность объектов капитального строительства» и иных
законодательных и нормативных правовых актов, действующих в области
градостроительной деятельности.

Настоящие рекомендации
разработаны в развитие СТО НОСТРОЙ
2.6.54-2011 «Конструкции монолитные бетонные и железобетонные.
Технические требования к производству работ, правила и методы
контроля» для выработки единых требований по производству и
контролю качества бетонных работ в зимнее время.В
основу рекомендаций положены результаты научных исследований,
выполненных на кафедре технологии строительного производства
Южно-Уральского государственного университета и других
научно-исследовательских, учебных и производственных организаций
Российской Федерации, а также накопленный опыт отечественного и
зарубежного строительства в области зимнего бетонирования.

Требования настоящих рекомендаций до введения их в действие прошли
апробацию в строительных организациях Челябинской области.Авторский коллектив:
доктор технических наук, профессор, член-корреспондент Российской
академии архитектуры и строительных наук, заслуженный деятель науки
Российской Федерации, почетный строитель России Головнев
Станислав Георгиевич, кандидат технических наук, доцент
Пикус Григорий Александрович, доктор технических
наук, доцент Байбурин Альберт Халитович (кафедра
технологии строительного производства федерального государственного
бюджетного образовательного учреждения высшего профессионального
образования «Южно-Уральский государственный университет»
(национальный исследовательский университет)), почетный строитель
России Ефименко Евгений Борисович, кандидат
технических наук Мозгалёв Кирилл Михайлович
(управление регионального государственного строительного надзора
Министерства строительства и инфраструктуры Челябинской области),
почетный строитель России Абаимов Александр Иванович
(Челябинский межрегиональный союз строителей), почетный строитель
России Десятков Юрий Васильевич (некоммерческое
партнерство «Саморегулируемая организация Союз строительных
компаний Урала и Сибири»).

Предлагаем ознакомиться  Душ кабина ев91 инструкция по сборке

Рекомендации одобрены
управлением регионального государственного строительного надзора
Министерства строительства и инфраструктуры Челябинской области для
практического применения их при строительстве, реконструкции
объектов капитального строительства на территории Челябинской
области, протокол N 17 от 23.09.2014 г.

Применение добавок противоморозного действия

1.1 Рекомендации
распространяются на производство бетонных работ в зимний период при
устройстве всех видов бетонных и железобетонных конструкций,
применяемых в гражданском и промышленном строительстве,
изготовляемых на строительной площадке из тяжелых бетонов и
ненапрягаемой арматуры.Примечание — Зимним
периодом, в соответствии с СП
70.13330, считается период, когда среднесуточная температура
наружного воздуха ниже 5°С, а минимальная суточная температура
ниже 0°С.

1.2 Настоящие
рекомендации содержат основные требования к технологическим
процессам, условиям производства работ и порядку контроля их
выполнения.

1.3 Рекомендации содержат
общие требования к процессам компьютерного контроля температуры и
прочности бетона, а также способам выполнения отдельных этапов
контроля и их документированию.

2
НОРМАТИВНЫЕ ССЫЛКИ

В
настоящих рекомендациях используются нормативные ссылки на
следующие стандарты и своды правил:ГОСТ 7473-2010 Смеси бетонные.
Технические условияГОСТ 10180-2012 Бетоны. Методы
определения прочности по контрольным образцамГОСТ 10181-2000 Смеси бетонные. Методы
испытанийГОСТ 17624-2012 Бетоны. Ультразвуковой
метод определения прочностиГОСТ 18105-2010 Бетоны.

Правила контроля
и оценки прочностиГОСТ 22690-88 Бетоны. Определение
прочности механическими методами неразрушающего контроляГОСТ 26633-2012 Бетоны тяжелые и
мелкозернистые. Технические условияГОСТ 28570-90 Бетоны. Методы определения
прочности по образцам, отобранным из конструкцийГОСТ 31384-2008 Защита бетонных и
железобетонных конструкций от коррозии.

Общие технические
требованияСНиП
12-03-2001 «Безопасность труда в строительстве. Часть 1. Общие
требования»СП 28.13330.2012 «СНиП 2.03.11-85 Защита
строительных конструкций от коррозии»СП 48.13330.2011 «СНиП 12-01-2004
Организация строительства»СП 63.13330.2012 «СНиП 52-01-2003
Бетонные и железобетонные конструкции.

Основные положения»СП 70.13330.2012 «СНиП 3.03.01-87
Несущие и ограждающие конструкции»СП 131.13330.2012 «СНиП 23-01-99
Строительная климатология»СТО НОСТРОЙ 2.6.54-2011 Конструкции
монолитные бетонные и железобетонные. Технические требования к
производству работ, правила и методы контроляПримечание — При
пользовании настоящими рекомендациями целесообразно проверить
действие ссылочных нормативных документов в информационной системе
общего пользования — на официальных сайтах национального органа
Российской Федерации по стандартизации, Ассоциации «Национальное
объединение строителей» и некоммерческого партнерства
«Саморегулируемая организация Союз строительных компаний Урала и
Сибири» в сети Интернет или по ежегодно издаваемым информационным
указателям, опубликованным по состоянию на 1 января текущего года.

Если ссылочный нормативный документ заменен (изменен,
актуализирован), то при пользовании настоящими рекомендациями
следует руководствоваться новым (измененным) нормативным
документом. Если ссылочный стандарт отменен без замены, то
положение, в котором дана ссылка на него, применяется в части, не
затрагивающей эту ссылку.

3
ТЕРМИНЫ, ОПРЕДЕЛЕНИЯ И ОБОЗНАЧЕНИЯ

3.1.1 активный
метод: Метод термообработки, при котором тепловое воздействие
осуществляется в период выдерживания бетона.

3.1.2
бетонная смесь: Готовая к применению перемешанная однородная
смесь вяжущего, заполнителей и воды с добавлением или без
добавления химических и минеральных добавок, которая после
уплотнения, схватывания и твердения превращается в бетон.

[ГОСТ 7473-2010, пункт
3.1
]

3.1.3 бетонные
работы: Комплекс работ по приготовлению, транспортировке,
укладке и выдерживанию бетона в различных условиях окружающей
среды.

3.1.4 зимнее
бетонирование: Производство бетонных работ в зимний период.

3.1.5 зимний
период: Время года с ожидаемой среднесуточной температурой
наружного воздуха ниже 5°С и минимальной суточной температурой
ниже 0°С.

3.1.6 класс бетона по
прочности в проектном возрасте: Значение класса бетона,
указанное в документе о качестве бетонной смеси.Примечание — Форма и
содержание документа о качестве бетонной смеси установлены ГОСТ 7473.

3.1.7 компьютерный
температурно-прочностной контроль: Оценка, прогнозирование и
документирование параметров твердения бетона с использованием
компьютерных программ.

3.1.8 критическая
прочность, %: Прочность бетона, после
достижения которой замораживание уже не вносит необратимых
нарушений в структуру бетона, а бетон в нормальных условиях
набирает нормируемую прочность.

3.1.9 массивность
конструкции: Взаимосвязь геометрических характеристик бетонной
конструкции и распределения температуры внутри бетона за счет
теплопроводности.

3.1.10 метод зимнего
бетонирования: Виды теплового или иного воздействия на бетонную
смесь или бетон с целью получения критической, промежуточной,
распалубочной прочности, прочности бетона при поэтапном загружении
или проектных характеристик бетона в зимних условиях.

3.1.11 модуль
поверхности конструкции, м: Характеристика массивности
конструкции, равная отношению площади охлаждаемой поверхности
конструкции к ее объему.

3.1.12
монолитная бетонная конструкция: Элемент здания или
сооружения, выполняемый из бетонной смеси непосредственно в
проектном положении без рабочей арматуры.

[СТО НОСТРОЙ 2.6.54-2011, пункт
3.2.8
]

3.1.13
монолитная железобетонная конструкция: Элемент здания или
сооружения, выполняемый из бетонной смеси непосредственно в
проектном положении с установкой рабочей арматуры.

[СТО НОСТРОЙ 2.6.54-2011, пункт
3.2.9
]

3.1.14 нормальные
условия твердения бетона: Температура окружающей среды (20±2)°С
и относительная влажность (95±5)%.

3.1.15 нормируемое
значение прочности бетона: Прочность бетона в проектном
возрасте или ее доля в промежуточном возрасте, установленная в
нормативном или техническом документе, по которому изготавливают
бетонную смесь или конструкцию.

3.1.16 пассивный
метод: Метод, при котором отсутствует термообработка бетона или
тепловое воздействие происходит только на этапе нагрева бетонной
смеси до ее укладки в конструкцию.

3.1.17
партия бетонной смеси: Объем бетонной смеси одного
номинального состава, изготовленный или уложенный за определенное
время.

[ГОСТ 18105-2010, пункт
3.1.7
]

3.1.18 промежуточная
прочность: Прочность бетона на определенном этапе выдерживания
бетона.

3.1.19 прочность при
поэтапном загружении: Прочность бетона, определяемая с учетом
допустимой интенсивности загружения конструкций при их
выдерживании.

3.1.20 распалубочная
прочность, %: Прочность бетона, при которой
осуществляется снятие опалубки с поверхностей конструкции.

3.1.21 текущий
контроль: Контроль прочности бетона партии бетонной смеси или
конструкций, при котором значения фактической прочности и
однородности бетона по прочности рассчитывают по результатам
контроля этой партии.

3.1.22 текущая
прочность: Прочность бетона монолитных конструкций в конкретный
момент времени в процессе выдерживания в зимних условиях.

3.1.23 температурные
напряжения: Напряжения, возникающие в бетоне вследствие
изменения температуры или неравномерного ее распределения по
сечению монолитных конструкций.

3.1.24 температурный
режим: Проектное и (или) фактическое изменение температуры
бетона во времени на разных этапах выдерживания бетона.

3.1.25 требуемая
прочность бетона в проектном возрасте: Минимально допустимое
среднее значение прочности бетона в контролируемых партиях бетонной
смеси или конструкций, соответствующее нормируемой прочности бетона
при ее фактической однородности.

3.1.26 трёхсуточная
прочность бетона,, МПа: Прочность бетона в возрасте
трёх суток при его выдерживании в нормальных условиях
твердения.

3.1.27
фактический класс бетона по прочности: Значение класса
бетона по прочности монолитных конструкций, рассчитанное по
результатам определения фактической прочности бетона и ее
однородности в контролируемой партии.

[ГОСТ 18105-2010, пункт
3.1.3
]

3.1.28
фактическая прочность бетона: Среднее значение прочности
бетона в партиях бетонной смеси или конструкций, рассчитанное по
результатам ее определения в контролируемой партии.

[ГОСТ 18105-2010, пункт
3.1.4
]

3.2 Основные обозначения,
принятые в настоящих рекомендациях, приведены в таблице 3.1.

Таблица 3.1 — Основные обозначения

Символ

Размерность

Значение

°С

Температура наружного
воздуха

Вт/(м·°С)

Приведенный коэффициент
теплопередачи ограждения

°С

Температура приготовленной
бетонной смеси на выходе из бетоносмесителя

м

Модуль поверхности
конструкции

°С

Температура изотермического
выдерживания бетона

°С

Начальная температура бетона,
уложенного в конструкцию

м

Площадь охлаждаемых
поверхностей конструкции

м

Объём конструкции

°С/час

Скорость подъёма
температуры

м

Модуль опалубленной
поверхности

м

Площадь опалубленной
поверхности

6
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПАРАМЕТРЫ ЗИМНЕГО БЕТОНИРОВАНИЯ

6.1 В качестве расчётных
климатических параметров принимаются:-
температура наружного воздуха;-
скорость ветра.

где — среднемесячная температура наружного
воздуха, °С, в заданном месяце (табл.
5.1 СП 131.13330); — максимальная амплитуда колебаний суточной
температуры, °С, в заданном месяце (табл.11.1
СП 131.13330).

где — средняя амплитуда колебаний суточной
температуры, °С, в заданном месяце (табл.11.1
СП 131.13330).

6.4 Температура наружного
воздуха при прогнозировании поведения бетона, уложенного в
конструкцию, определяется по данным прогноза метеостанций.

где — среднесуточная температура наружного
воздуха на период прогноза, °С; — максимальная за период прогноза амплитуда
колебаний суточной температуры наружного воздуха, °С.

6.4.2 Для метода с
применением противоморозных добавок:-
для конструкций с модулем поверхности менее 3 м — как средняя температура наружного воздуха
на первые 20 суток твердения с увеличением температуры на 5°С;-
для конструкций с модулем поверхности от 3 до 6 м — как средняя температура наружного воздуха
по прогнозу на первые 20 суток;-
для конструкций с модулем поверхности более 6 м — как минимальная среднесуточная
температура наружного воздуха по прогнозу на первые 20 суток.

6.5 Скорость ветра, м/с,
на стадии разработки проекта, определяется как максимальная из
средних скоростей ветра в январе по румбам (табл.3.1
СП 131.13330).

6.6. Скорость ветра, м/с,
при прогнозировании поведения бетона уложенного в конструкцию,
определяется как средняя из максимальных суточных скоростей ветра
на период прогноза.

где — скорость ветра на высоте 10 м, м/с; — высота, на которой определяется скорость
ветра, м; — показатель степени (=0,14 — для открытой местности, =0,22 — для лесных массивов и городских
территорий, равномерно покрытых препятствиями высотой более 10 м,
=0,33 — для территорий с застройкой зданиями
высотой свыше 25 м).

где , — соответственно лучистая и конвективная
составляющая коэффициента теплопередачи, Вт/(м·°С); — толщина i-го слоя ограждения, м; — коэффициент теплопроводности i-го слоя
ограждения, Вт/(м·°С).Значение коэффициентов
теплопроводности некоторых утеплителей приведены в приложении
А.

Оптимальные условия для заливки бетона - температура от 15 до 25 градусов

, (10)

где — степень черноты полного нормального
излучения материала ограждения (при расчетах можно принимать
=0,65).

, (11)

где — плотность наружного воздуха,
кг/м; — скорость ветра, м/с; — определяющий размер (для тел
прямоугольного и квадратного сечений) или радиус конструкции (для
цилиндрических тел), м.

. (12)

, (13)

Фундамент следует заливать за один прием

где — коэффициент теплопроводности материалов
при 0°С, Вт/(м·°С).

, (14)

где — коэффициент, для талого грунта равный 1,
для мерзлого грунта при влажности 5% — 1,5, 10% — 2,1, 20% —
3,2; — коэффициент теплопроводности грунта,
Вт/(м·°С); — удельная теплоёмкость грунта,
Вт·час/(кг·°С); — плотность грунта, кг/м; — время от начала выдерживания бетона,
час.Значение можно определить по таблице 6.1.

Таблица 6.1 — Значения

Грунт

Значение
при влажности грунта (%)

5

10

15

20

Песчаный

10,5

16,7

23,6

29,5

35,7

Супесь

11,4

18,6

25,8

32,9

40,0

Суглинок

12,2

20,2

28,1

36,2

44,1

Глина

13,1

22,1

30,4

39,3

48,4

. (15)

, (16)

где — средняя температура i-го этапа, °С; — продолжительность i-го этапа, час; — коэффициент начальной прочности
бетона; — коэффициент темпа твердения; — показатель степени.

, , , (17)

где — трёхсуточная прочность бетона.

, (18)

где — температура изотермического выдерживания
бетона (рекомендуется принимать =40…60°С, но не более 80°С); — скорость нагрева бетона.

6.17 Начальная
температура бетона , уложенного в конструкцию:-
для метода предварительного разогрева

, (19)

где — температура разогрева бетонной смеси (для
бетонов на портландцементе — не более 80°С, на шлакопортландцементе
— не более 90°С);-
для остальных методов

, (20)

где — время транспортирования бетонной смеси,
мин; — количество операций перегрузок бетонной
смеси.

, (21)

, (23)

, (24)

, (25)

где — толщина конструкции, м.

. (26)

, (27)

Технология электрического подогрева созревающего бетона достаточно сложна, дорога, требует обязательного участия специалистов

где — нормируемое значение прочности бетона, %
от проектной прочности.

Способы искусственного нагрева и прогрева бетона

, (28)

, (29)

, (30)

, (31)

. (32)

. (33)

8.1 Электропрогрев — это
способ ускорения твердения бетонной смеси за счёт тепла,
выделяемого в нем при пропускании переменного электрического тока
промышленной частоты непосредственно в конструкции.

и количество выделяемого тепла при постоянном напряжении будет
определяться сопротивлением бетонной смеси или ее удельным
электрическим сопротивлением.

8.3 Электропрогрев бетона
может быть сквозным, когда электрический ток проходит через все
сечение конструкции и тепло выделяется в объеме всей конструкции,
или периферийным, при котором электроды разноименных фаз
размещаются на поверхности конструкций. При этом вся подводимая
электроэнергия превращается в тепловую в периферийных слоях
конструкций толщиной приблизительно равной половине расстояния
между электродами, в то время как центральные зоны конструкций
нагреваются за счет экзотермии цемента и теплопередачи от
поверхностных слоев.

8.4 Периферийный
электропрогрев следует применять для прогрева конструкции толщиной
более 40 см, используя полосовые или пластинчатые электроды. Это
фундаменты под оборудование, под колонны, фундаментные плиты,
колонны, стены и т.д.

8.5 При периферийном
электропрогреве температура внутренних зон конструкции растет
значительно медленнее, чем в поверхностных слоях, поэтому во
избежание недопустимых температурных перепадов температура
изотермического прогрева в конструкциях толщиной более 40 см
ограничена величиной 40°С.

8.6 Сквозной прогрев с
помощью полосовых или пластинчатых электродов следует применять для
конструкций толщиной до 40 см, а в случае использования бетона с
добавками — до 60 см.

Несъемная ЭППС-опалубка решает проблему утепления лишь отчасти

8.7 Длину стержневых
электродов, устанавливаемых в бетон, необходимо принимать с таким
расчетом, чтобы они выступали над утеплителем верхней поверхности
конструкции или при их установке горизонтально выступали за пределы
опалубки на 8-10 см для подключения токопроводящих проводов.

8.8 В процессе
бетонирования необходимо обращать внимание на соблюдение проектной
толщины защитного слоя, сохранения положения электродов. Требуемое
расстояние достигается применением специальных пластмассовых
изоляторов, закрепляемых на арматуре до начала бетонирования. При
прогреве открытые поверхности бетона должны быть укрыты
гидроизоляционным материалом, а при необходимости и утеплены.

8.9 Удельная
электрическая мощность, требуемая на отдельных этапах
электропрогрева для поддержания заданного режима, определяется по
следующим формулам [5]:на период подъёма
температуры

, (53)

на период изотермического прогрева

, (54)

0где — мощность, необходимая для разогрева
бетона, кВт/м; — мощность, необходимая для разогрева
опалубочной системы, кВт/м; — мощность, необходимая для восполнения
теплопотерь в окружающую среду в процессе разогрева бетона,
кВт/м; — мощность, эквивалентная теплу,
выделяющемуся в бетоне за время прогрева вследствие экзотермии
цемента, кВт/м (при отсутствии расчетных данных
принимается равной 0,8 кВт/м).

8.10 Пример расчёта
параметров электропрогрева бетона представлен в приложении Г.

8
ЭЛЕКТРОПРОГРЕВ БЕТОНА

, (53)

, (54)

You May Also Like

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Adblock detector