Бетонирование в зимний период

Технология зимнего бетонирования предусматривает особые условия работ при понижении среднесуточной температуры окружающей среды до плюс пяти градусов, что принимается как минимальная температура бетонирования без проведения специальных мероприятий. Учитывая, что в нашей стране среднегодовая температура считается минус 5.5 градусов, методы зимнего бетонирования привлекают пристальное внимание. Бетонирование при температуре ниже 5 градусов ГОСТ-ом не регламентируется, однако температура смеси должна соответствовать цифрам, указанным в договоре на поставку.

Бетон зимой

Схватывание бетона в монолит происходит в результате химической реакции, называемой «гидратация». Это процесс связывания вещества, растворимого в воде, (в данном случае цемента) с молекулами воды. При отрицательных температурах вода переходит в лед и реакции гидратации не происходит. Кроме того, объем замороженной воды возрастает до девяти процентов, создавая пустоты. При последующем повышении температуры до значений выше нулевой, реакция возобновляется, но в результате «рыхлости» структуры качество связывания резко падает, плотность и долговечность бетона понижается. Зимнее бетонирование несет высокие риски потери качества.

В зависимости от температуры меняется продолжительность твердения бетона — с ее повышением активность воды растет и процесс связывания с минералами цемента убыстряется, с понижением, соответственно, замедляется.

Бетонирование в зимних условиях требует специальных способов приготовления смеси, ее подачи, укладки и выдерживания.

Технологический регламент зимнего бетонирования требует повышения температуры бетонной смеси до тридцати пяти — сорока градусов перед транспортировкой. Это непростой технологический процесс, поскольку нагревают воду и заполнители, но не цемент, на подогрев которого существует запрет.

Бетон для зимнего бетонирования готовится несколько иначе, чем для летнего. Если летом барабан смесителя сначала заполняется водой, а затем одновременно загружаются все компоненты бетонной смеси, то в условиях отрицательных температур существует регламент зимнего бетонирования по которому после воды в барабан смесителя загружается только крупный заполнитель, затем барабан несколько раз проворачивают, после чего загружают цемент и песок.

Технология бетонирования в зимних условиях предусматривает, что транспортировка к месту укладки производится спецтехникой с утепленными резервуарами, по возможности, сокращая сроки и без перегрузок.

Особенности зимнего бетонирования предусматривают утепление опалубки для бетонирования с целью исключения замерзания смеси в плоскости примыкания к основанию. Металлическая арматура должна быть прогрета до положительных значений. Зимние условия бетонирования оговорены строительными нормами и правилами (СНИП).

Свод правил (СП) на зимнее бетонирование требует производить доставку и укладку бетонной смеси в максимально сжатые сроки и непрерывно.

Бетонирование при отрицательных температурах, согласно СНИП, предписывает перекрытие ранее уложенного слоя бетона последующим не позднее чем температура в нем понизится до предусмотренного предела.

Способы бетонирования в зимний период

Существует нормативный документ — технологическая карта бетонирования в зимнее время, который устанавливает технологию и организацию рабочих процессов с применением современных приемов, методов и средств автоматизации для обеспечения высокого качества бетонных конструкций.

Обобщенно, эти методы можно разделить на основные группы по способу повышения теплосодержания или изменения химического состава.

Первые, на основе предварительного нагрева смеси перед транспортировкой или укладкой в сочетании с экзотермической реакцией (выделение тепла) сопровождающей процесс твердения при бетонировании в мороз.

Бетонирование конструкций в зимних условиях производится смесью, предварительно прогретой до температуры плюс тридцать-пятьдесят градусов в прогретую и утепленную опалубку.

В зависимости от марки цемента количество экзотермической теплоты меняется. Чем выше марка цемента, тем больше количество теплоты, потому рекомендуется использовать высокомарочные или специальные быстротвердеющие цементы при значительной начальной температуре и качественном утеплении опалубки.

Вторые методы — с использованием химических добавок-ускорителей.
Существуют химические вещества, добавление которых в бетон, ускоряет процесс твердения. К примеру, хлористый кальций, нитрат натрия и другие.
Существуют добавки с комбинированным воздействием: и ускорители, и противоморозные, способные понизить температуру замерзания воды до минус трех градусов.

Зимнее бетонирование с противоморозными добавками достаточно экономичны и применяются при температуре окружающей среды порядка минус пятнадцать-двадцать градусов.

Следует понимать, что применение присадок не избавляет от необходимости предварительного нагрева бетонной смеси перед укладкой в утепленную опалубку. Бетонирование в холодное время года всегда связано с термообработкой смеси. Бетонирование в зимних условиях без прогрева, с использованием только добавок, возможно при температурах до минус трех градусов, но в промышленном строительстве не применяется.

К третьей группе можно отнести способ прогрева смеси электротоком. Такой прогрев делается на заводе-изготовителе или организуется непосредственно на стройплощадке, поднимая температуру до 60–80 градусов.

На практике, в порцию бетонной смеси устанавливаются электроды, к которым подводиться напряжение 380 вольт или (реже) 220 вольт. Таким образом организуется электрическая цепь, в которой бетонная масса выполняет роль резистивного сопротивления и, соответственно, нагревается.

Как правило, разогрев производится в кузове самосвалов, оснащенных вибраторами для равномерности распределения и выгрузки смеси, которые работают в процессе разогрева.

В случае разогрева бетона на стройплощадке, организуется специальный пост с рамой, на которой установлены электроды. Автомашина подается под раму.

Зимнее бетонирование с применением нагревательных проводов — метод весьма энергозатратный.

Кроме прочего, существуют способы прогрева бетона с использованием греющих опалубок и гибких покрытий, сетчатых нагревателей, инфракрасным излучением и индукционным методом.