Бетон при отрицательных температурах: Заливка бетона при минусовой температуре — особенности и технология

05.05.2023

By alexxlab

0 Comment

Содержание

Изменение структуры и свойств мелкозернистого бетона, твердеющего при отрицательных температурах

Автор: Шеенко Игорь Васильевич

Научный руководитель: Несветаев Григорий Васильевич

Рубрика: Технические науки

Опубликовано в Молодой учёный №44 (230) ноябрь 2018 г.

Дата публикации: 02.11.2018 2018-11-02

Статья просмотрена: 116 раз

Скачать электронную версию

Скачать Часть 1 (pdf)

Библиографическое описание:

Шеенко, И. В. Изменение структуры и свойств мелкозернистого бетона, твердеющего при отрицательных температурах / И. В. Шеенко. — Текст : непосредственный // Молодой ученый. — 2018. — № 44 (230). — С. 45-46. — URL: https://moluch.ru/archive/230/53522/ (дата обращения: 07.02.2023).

Около 60 % территории Российской Федерации расположено в условиях действия отрицательных температур. Суровые климатические условия приводят к значительной деградации бетонных и ж/б конструкций. Морозная деградация ж/б конструкций проявляется более интенсивно при совместном действии минусовых температур и солей [1]. Внедрение в строительство производство зимнего бетонирования дает возможность круглогодично эксплуатировать строительство бетонных конструкций и сооружений в Северных районах [2]. Зимними условиям, согласно СП 70.13330 «Несущие и ограждающие конструкции», относятся такие погодные условия, когда средняя суточная температура окружающей среды ниже +5

0С либо минимальная суточная ниже 0⁰C.

Как известно, применение высокопрочных, быстротвердеющих цементов, бетонов с противоморозными добавками, обеспечивающих организацию работ при отрицательных температурах, значительно облегчают технику производства бетонных работ на строительных площадках в зимних условиях [3]. Противоморозные добавки по ГОСТ 24211 могут применяться для холодного и (или) теплого бетона. Выбор добавок должен производиться с учетом используемой арматурной стали, расчетной отрицательной температуры и требований ГОСТ 31384 [4].

Ключевые слова: свойства бетона, зимнее бетонирование, мелкозернистый бетон.

Общеизвестно, что основная причина прекращения твердения бетонной смеси при воздействии низкой температуры связана с переходом воды в лед, а содержание в воде солей понижает температуру замерзания, что обеспечивает возможность гидратации цемента при отрицательной температуре. Бетонирование с использованием противоморозных добавок является технологически простым способом зимнего бетонирования, обеспечивающим снижение себестоимости до 1,5 раза в сравнении с утеплением матами или электропрогревом.

Выбор противоморозных добавок и их дозировка зависят от вида бетонируемой конструкции, степени армирования, вида арматурной стали, наличия агрессивных сред и блуждающих токов, температуры окружающей среды, типа цемента [5]. Применение противоморозных добавок с портландцементом, полученным из клинкера с содержанием C₃A более 10 %, не допускается. Согласно ГОСТ противоморозные добавки для бетона, твердеющего при отрицательных температурах, должны обеспечивать независимо от назначения бетона:

‒ значение прочности бетона основного состава не менее 95 % от прочности бетона контрольного состава после выдерживания основного состава при расчетной отрицательной температуре в течение 28 суток и затем в нормальных условиях 28 суток, а контрольного состава — 28 суток в нормальных условиях по ГОСТ 10180;

‒ достижения после выдерживания основного состава при расчетной отрицательной температуре в течение 28 суток и затем в нормальных условиях 28 суток, установленных значений марок по морозостойкости и водонепроницаемости.

Поскольку условия формирования структуры бетона с противоморозными добавками принципиально отличаются от нормальных условий твердения (температуры и состав поровой жидкости), вследствие изменения как кинетики, так и значений пористости цементного камня и его собственных деформаций, структура и, закономерно, свойства «зимнего» бетона будут отличаться от бетона нормального твердения. Несмотря на актуальность темы, данные по рассматриваемому вопросу в литературе немногочисленны и не содержат, как правило, системного анализа влияния особенностей твердения бетонов с противоморозными добавками на их структуру и свойства.

По данным [1] бетоны при твердении в зимних условиях показали потерю массы образцов до 8 % и, как следствие, уменьшение прочности при сжатии образцов до 5 %. Введение добавки привело к образованию очагов напряжения на границах раздела фаз с появлением множественных микротрещин, что способствовало снижению морозостойкости на 2 марки. Бетоны были изготовлены на основе ЦЕМ II/A — П 42,5H CC производства ОАО «Верхнебаканский цементный завод с противоморозными добавками нитрата кальция и хлорида натрия (НК+ХН) на мелком песке по ГОСТ 8736–93 с содержанием растворимого кремнезема не более 50 мг/л.

Общее количество противоморозной добавки, вводимой в состав бетонной смеси, не превышало 5 % от массы цемента.

По данным [2] бетон показал снижение плотности образцов до 3 % по сравнению с плотностью исходных образцов при нормальных условиях твердения при снижении водоцементного соотношения до 10 % и увеличении содержания вовлеченного воздуха до 5 %. Бетон изготовлен на ПЦ 500 Д0 по ГОСТ 10178 с применением комплекса добавок противоморозного действия, а именно нитрита натрия (НН) 0,7 % и полифункционального модификатора бетона ПФМ-НЛК. Использован кварцевый песок с модулем крупности М

кр=2,5. Данных об изменения свойств бетона в сопоставлении с бетоном нормального твердения авторы не приводят.

По данным [3] при незначительном снижении В/Ц и расхода цемента до 15 % за счет применения суперпластифицирующей добавкой СП-1 плотность образцов снизилась до 2 %, прочность бетона на сжатие после твердения 7 сут практически не изменилась (авторы указывают на снижение до 1,2 %), а после 28 сут отмечен даже незначительный рост на 1,8 %.

Использован речной песок с модулем крупности М_кр=1,4, ПЦ 500 Д0. Данных об изменения свойств бетона в сопоставлении с бетоном нормального твердения авторы не приводят.

Таким образом, сделать однозначный вывод, тем более с указанием количественных значений, о влиянии твердения при отрицательной температуре мелкозернистых бетонов с противоморозными добавками, пока не представляется возможным. Вопрос требует специального исследования.

Литература:

Терешкин И. П., Коротин А. И. «Долговечность сторительных конструкций, зданий и сооружений». — Саранск, 2008. — 40с.
Миронов С. А. Теория и методы зимнего бетонирования. — Изд. 3, перераб. и доп.-М.: Стройиздат, 1975.-700с.

М. А. Садович. Методы зимнего бетонирования в условиях Севера: учебное пособие. –Изд. 2-е, перераб. и доп. — Братск: ГОУ ВПО «БрГУ»,2009–104 с.
Несветаев Г. В. Бетоны: учебно-справочное пособие.-Ростов н/Д: Феникс, 2011.-381.
Баженов М. Ю. Технология бетона — М.: Изд-во АСВ, 2003.-45 с.
Панина А. А., Лыгина Т. З., Губайдуллина а. м., Николаев К. Г., Халитова А. Н. Исследование портландцемента с модифицированной цеолитсодержащей добавкой // Известия КГАСУ.-2012.-№ 4 (22). — С.326–331.

Основные термины (генерируются автоматически): бетон, добавок, зимнее бетонирование, расчетная отрицательная температура, нормальное твердение, основной состав, температура, сутки, прочность бетона, отрицательная температура, окружающая среда, нормальное условие твердения, модуль крупности, контрольный состав, изменение свойств бетона, данные, ГОСТ.

Ключевые слова

зимнее бетонирование, мелкозернистый бетон, свойства бетона

свойства бетона, зимнее бетонирование, мелкозернистый бетон

Можно ли при минусовой температуре заливать бетон: технология процесса

Бетон замедляет схватывание при пониженных температурах немного выше нуля, а отрицательные значения разрушают структуру искусственного камня. Заливка бетона зимой ведет к тому, что вода не успевает прореагировать с цементом, замерзает и увеличивает свой объем. Возникающие внутри напряжения разрушают бетон, который не набрал прочности. С приходом тепла вода размораживается и схватывание продолжается. Но в теле материала присутствуют разрушенные структуры, уменьшающие несущую способность.

Содержание

Особенности заливки бетона при минусовой температуре
Что нужно учитывать при укладке бетона зимой
Использование добавок при заливке бетона
Технология электропроргева бетона
Теплоизоляция бетона
Внутренний и внешний обогрев бетона

Особенности заливки бетона при минусовой температуре

При минусовых температурах необходимо ускорить время застывания и набора прочности бетона

Нужна оптимальная обстановка для твердения бетона, если воздух не прогрелся больше +5°С, или значения уменьшены до отрицательных значений. Создаются влажностно-температурные условия для снижения времени застывания и набора прочности в ранние сроки.

Методы ускорения:

обогрев за счет внутреннего тепла бетонной массы;
подача тепла на конструкцию извне.

Первый метод применяется для быстротвердеющих разновидностей, высокопрочных смесей, тонкомолотых разновидностей цемента. В этой группе находятся вяжущие с низкой степенью потребления жидкости. Бетонирование при отрицательных температурах ведется с добавками пластификаторов для снижения объема требуемой воды, а химические противоморозные присадки форсируют схватывание.

Температура внутри изделия зависит от количества энергии, которая продуцируется при экзотермичном процессе присоединения водяных молекул. Такой энергии бывает недостаточно для получения прочности переломного уровня, а в условиях мороза этой степени нельзя достичь без дополнительных мероприятий.

Температурные условия набора прочности:

массивные сооружения — не меньше +5°С;
тонкостенные конструкции — не меньше +20°С.

Иногда достаточное количество энергии удается подать извне к изделию при отрицательных показателях. Внутренний резерв тепла в бетоне повышают подогревом заполнителей и жидкости. Для этого соблюдается определенная технология приготовления раствора на стройплощадке, требующая дополнительных затрат труда и энергоносителей.

Что нужно учитывать при укладке бетона зимой

Компоненты бетона во время приготовления смеси защищаются от снеговых заносов, обледенения и промерзания. Вяжущие составляющие хранят в закрытых контейнерах или мешках из влагостойкого материала. На заводах компоненты, заполнители и воду подогревают для распределения по автомобильным миксерам. Раствор готовится в отапливаемом помещении, поэтому на выходе получается масса требуемой температуры.

Песок и щебень греют регистрами в виде теплообменников, через тело которых проходит пар или вода, разогретая до +90°С. Жидкость получает температуру в водонагревателях, оттуда она подается в расходные емкости. Баки ставят недалеко от места приготовления и снабжают приспособлением для дозированного слива.

Температура массы может повышаться, если смесь готовится в электрических смесителях, внутри которых предусмотрен подогрев паром. Перевозится смесь в автомобильных миксерах с подогревом, применяются утепленные емкости.

Заливка бетона при минусовой температуре выполняется в автосамосвалы, где температура кузова повышается за счет отработанных газов при выхлопе. Автокузов закрывают теплоизолированными щитами, колпаками из дерева или брезентом. Смесь довозится до места без дополнительных перегрузок в пути, чтобы не уменьшить количество внутренней энергии.

Шланги и бетоноводы прогревают перед подачей в опалубку, а по окончании работы очищают скребками. Вымывать водой не разрешается, чтобы не появился лед внутри трубы.

Использование добавок при заливке бетона

Бетонная смесь прекращает схватывание после замерзания жидкости при отрицательных градусах. Преобразование воды в лед замедляется при включении солей в ее состав. Твердение продолжается при температуре 0°С и ниже, если добавить химические элементы.

Противоморозные компоненты:

нитрит натрия;
хлорид натрия + хлорид кальция;
нитрит натрия + хлорид кальция;
мочевина + нитрат кальция;
нитрат-нитрит кальция + мочевина;
хлорид кальция +мочевина;
поташ.

Присадки выбираются в зависимости от конструкции, количества арматуры, присутствия вихревых токов, окружающей погоды. Противоморозные компоненты нельзя добавлять при заливке конструкций с напряженной арматурой, упрочненным термически металлом. Модификаторы не применяют при бетонировании сооружений, где впоследствии будет электрификация и появятся вихревые индукционные токи.

Противоморозные добавки замедляют достижение прочности по сравнению со временем схватывания в нормальной среде и без присадок. Поташ приводит к тому, что при -50°С бетон прочнеет только на 75% за 28 суток, тогда как при обычных обстоятельствах смесь бы набрала 100% прочности.

Учитывают действие дополнительных компонентов на механические и технологические свойства раствора, например, пластичность, удобоукладываемость. Бетоны с мочевиной нельзя греть выше +40°С, т. к. добавка разрушается. Хлористые соли создают на поверхности белесоватый налет, который ухудшает внешний вид конструкции. Бетонная смесь не должна содержать нерастворенные солевые частицы.

Технология электропроргева бетона

Для заливки бетона зимой используется большая мощность — свыше 1 тыс. кВт для нагревания 4 – 5 м³ бетона. В виде нагревательных электродов применяется арматура, металлические пластины, полосы, струны, подогрев ведется периферическим и сквозным методом.

Электроды подают электроток, выделяется тепло, которое расходуется на повышение температуры оболочки и бетонной массы и возмещает потери энергии в окружающее помещение. Нагрев бетона определяется объемом продуцируемой энергии, режим выбирается в зависимости от потерь тепла на морозе.

Согревающая опалубка передает тепло от своей площади путем теплопередачи, применяются элементы:

пластины из слюды;
кабели;
ТЭНы;
углеграфитовая ткань;
нагревательные сетки.

Оптимален этот метод для фундаментов (СНиП 303.01 – 1987) и оснований под установку оборудования, применяется для колонн, ригелей, монолитных участков перекрытий.

Инфракрасный обогрев представляет собой повышение температуры бетона от излучателей соответствующих волн, направленных на поверхность железобетонного изделия.

Используется для следующих работ:

отогревание замерзших грунтов и бетонов, опалубки, арматуры;
сокращение времени схватывания в скользящих опалубках;
получение тепловой завесы в местах, недоступных для электрического обогрева.

Схема фазировки определяет способ токообмена в конструкции. Если противолежащие электроды подсоединяются разным полюсам, ток проходит по всей бетонной массе. Если к разным полюсам присоединяют соседние пластины, ток нагревает края бетона, а внутренний слой греется за счет начального содержания тепла.

Теплоизоляция бетона

Способ относится к безобогревным методам повышения энергии. Прием термоса используется при отрицательной температуре воздуха вплоть до -15°С. Бетон подогревается до +50 — +70°С, прочность повышается до критических значений в кратчайший период. Эффективно работает на больших конструкциях, результативность зависит от разновидности вяжущего компонента, начальной температуры и искусственных добавок.

Различают методы выдерживания смеси:

термос;
термос с использованием ускорителей схватывания массы;
термос с употреблением комбинированных веществ, которые одновременно форсируют твердение и улучшают пластичность.

Теплоизоляция является экономичным вариантом заливки бетона при минусовой температуре. Используется энергия, получаемая при твердении смеси, которая сохраняется внутри массы за счет теплой опалубки. Масса набирает мощность в расчетные сроки, несмотря на холодное время года.

Термос используется, чтобы залить раствор в любые конструкции, а также в случае высоких требований к качеству бетона по водопроницаемости, морозостойкости. Утепленное выдерживание смеси исключает появление напряжений в массе и возникновение трещин. Выбор параметров утепления зависит от массивности сооружения, погодных условий, ветра, активности вяжущего компонента.

Внутренний и внешний обогрев бетона

Температура раствора без антиморозных модификаторов не должна быть ниже +5°С, а присадки увеличивают рабочий диапазон до -10°С. Забетонированные конструкции можно нагружать и выполнять дальнейшие работы только после набора 100% прочности на сжатие.

Подогретую бетонную массу зимой перемешивают на 25% времени больше по сравнению с приготовлением в тепле. Основание для укладки подогревают, если есть опасность замерзания от контакта со старым бетоном или металлическими закладными деталями. Вибрация бетона для выгонки пузырей осуществляется дольше на 25% времени.

Внешнее утепление организуют с помощью облегченных материалов опалубки, например, панелей стен из трех слоев, наружная часть которых сделана из асбестоцемента, металла, фанеры, а внутренний пласт представлен пенополиуретаном.

Внутренний подогрев использует энергию от распределительного шкафа, которая идет по кабелям. Инфракрасное облучение предполагает полную автоматизацию с периодическим включением и выключением аппарата по заданной программе.

Устранение неполадок с бетоном в холодную погоду — Национальная ассоциация производителей сборного железобетона

Кайла Хэнсон, ЧП.

По мере того, как осень подходит к концу, многие из нас по всей стране начали готовиться к зиме, одеваясь в более теплые вещи или доставая из хранилища толстые пальто. Мы также больше заботимся о термостате как дома, так и на заводе сборных железобетонных изделий. Крайне важно в течение всего года, и особенно в периоды смены сезонов, помнить, как изменение температуры влияет на бетон и материалы, используемые для его производства.

Фотография из файла NPCA

Что считается холодной погодой?

Раздел 4.4.7 Руководства по контролю качества NPCA для заводов по производству сборного железобетона описывает меры предосторожности при бетонировании в холодную погоду. Для целей руководства и в соответствии с указаниями, изложенными в ACI 306, «Руководство по бетонированию в холодную погоду», холодная погода определяется как период, когда температура окружающего воздуха в месте заливки соответствует следующим условиям в течение более трех последовательных периодов. дней:

1. Среднесуточная температура воздуха ниже 40 F.
2. Температура воздуха не выше 50 F более половины любого 24-часового периода.

Однако рекомендуется начинать использовать меры предосторожности при бетонировании в холодную погоду, когда ожидается, что температура окружающей среды упадет до 50 F или ниже в любой момент производства или отверждения. Меры предосторожности могут быть приняты на каждом этапе производственного процесса, включая подготовку сырья, подготовку формы, смешивание, укладку, отделку и отверждение.

Зачем использовать методы бетонирования в холодную погоду?

ACI 306 определяет пять основных целей использования методов бетонирования в холодную погоду:

1. Предотвратить повреждение бетона из-за раннего замерзания. Реакции гидратации цемента протекают медленнее при более низких температурах, что приводит к более медленному образованию продуктов гидратации, которые придают бетону присущую ему прочность, плотность и долговечность. Крайне важно, чтобы свежий бетон был помещен при соответствующей температуре и защищен от неблагоприятных колебаний температуры на протяжении всего производственного процесса, особенно во время отверждения. Свежий бетон с измеренной температурой ниже 45 F во время заливки следует выбросить.

Сухой окружающий воздух и низкая влажность из-за холодной погоды могут увеличить и ускорить испарение воды из свежего бетона. Поддержание адекватного уровня влажности бетона и относительной влажности окружающей среды важно для правильного отверждения. Критическая степень насыщения описывается как точка, при которой один цикл замораживания может вызвать повреждение бетона, что обычно происходит, когда бетон достигает прочности на сжатие 500 фунтов на квадратный дюйм. Кроме того, бетон, которому позволили замерзнуть до достижения прочности на сжатие 500 фунтов на квадратный дюйм, никогда не достигнет своего полного потенциала прочности на сжатие.

На самом деле, если бетон замерзнет до достижения давления 500 фунтов на квадратный дюйм, а затем будет отвержден в идеальных условиях с этого момента, бетон не достигнет проектной прочности, а его долговечность, устойчивость к циклам замораживания-оттаивания, плотность и другие характеристики будут снижены. сильно скомпрометирован. В результате рекомендуется отказаться от любого бетона, который застыл до достижения по крайней мере 500 фунтов на квадратный дюйм. Кроме того, следует отказаться от любого свежего бетона с измеренной температурой до 45 F во время заливки.

2. Убедитесь, что бетон набирает прочность, необходимую для снятия опалубки, подъема и перемещения продукта. Поскольку набор прочности бетона замедляется при более низких температурах, опалубке, снятой через 18 часов летом или осенью, может потребоваться 24 часа или больше для отверждения перед снятием изоляции зимой.

Сборные железобетонные изделия проектируются для условий, в которых они будут работать, но их конструкция должна также учитывать нагрузки, которые изделие будет выдерживать во время операций по распалубке, а также при подъеме и перемещении на заводе и на стройплощадке. В некоторых случаях нагрузки, воздействующие на изделия во время подъема и погрузочно-разгрузочных работ, намного превышают самые экстремальные условия эксплуатации. Поэтому очень важно, чтобы бетон достиг необходимой прочности при снятии опалубки, прежде чем снимать опалубку.

В холодные месяцы, если необходимо, подождите дополнительное время, чтобы затвердеть на месте, прежде чем обращаться с ним. Слишком раннее обращение с продуктом и создание напряжений могут повредить конструкцию, что приведет к выдвижению подъемных вставок и серьезным проблемам безопасности.

Защитите внешние бункеры для хранения инертных материалов от ненастной погоды с помощью постоянного навеса или временного покрытия. Фото из файла NPCA

3. Поддерживайте условия твердения, способствующие набору прочности, не превышая рекомендуемую температуру бетона и не используя водяное твердение. Умелое лечение может выявить лучшие свойства бетона. Это включает в себя предоставление бетону возможности полностью раскрыть свой потенциал с точки зрения прочности, плотности и долговечности, а также обеспечение того, чтобы продукт работал в соответствии с проектом. Чтобы уменьшить влияние низких температур на гидратацию цемента, отверждение бетона и увеличение прочности бетона, можно использовать определенные методы для повышения температуры свежего бетона, а также температуры отверждения окружающей среды. Тем не менее, есть компромиссы, а также меры предосторожности, которые необходимо соблюдать.

Некоторые из наиболее распространенных способов повышения температуры свежей бетонной смеси или только что уложенного бетона включают:

Нагрев воды для смеси. Если вода нагревается до температуры выше 140 F, рассмотрите порядок дозирования и отрегулируйте его. Может быть полезно смешать крупный заполнитель и воду перед введением цемента, чтобы предотвратить мгновенное схватывание цемента. Вода для смешивания не должна нагреваться более чем до 180 F.
Агрегаты отопительные. В большинстве случаев, если вода для смешивания достаточно теплая, нагревание крупного заполнителя выше 60 F и мелкого заполнителя выше 105 F не требуется. Помните, что быстрый нагрев может привести к взрыву некоторых влажных заполнителей, если температура влаги в порах заполнителя возрастет слишком быстро. Нагрев заполнителей также может привести к быстрому и неравномерному схватыванию цементного теста, непосредственно окружающего заполнитель. Избегайте использования замороженных заполнителей или заполнителей с скоплением льда или снега. Замерзшие заполнители не только вносят дополнительную влагу в свежую бетонную смесь, но и резко снижают температуру смеси, что может замедлить или задержать гидратацию. Когда возможно, рассмотрите возможность защиты мест хранения заполнителей от ненастной зимней погоды, например, с помощью постоянного навеса или временного покрытия на наружных бункерах заполнителей, или храните часть заполнителя под землей или в помещении.
Создание палатки над опалубкой с использованием брезента или пленки и размещение обогревателей внутри палатки. Газовые обогреватели являются эффективным способом обогрева воздуха, окружающего продукты отверждения, но их нельзя использовать для непосредственного нагрева открытых или неформованных бетонных поверхностей. Экстремальная жара может вызвать сильную карбонизацию бетона или, возможно, замедленное образование эттрингита (DEF). Резко повышенная температура воздуха, подаваемого обогревателем, снижает влажность и ускоряет испарение воды замеса. Поскольку углы и края продукта подвержены замерзанию, необходимо уделять особое внимание поддержанию соответствующей температуры в этих областях продукта для отверждения.
Нагревательная опалубка и закладные изделия. Все опалубки, арматура и закладные элементы должны иметь температуру не менее 32 F во время укладки бетона. Эти элементы также должны оставаться в пределах 25 градусов от температуры свежего бетона во время укладки, в частности, формы, арматура и встроенные элементы не должны быть более чем на 10 F холоднее или на 15 F теплее свежего бетона. На заводах могут использоваться обогреваемые корпуса, электрические одеяла или другие системы обогрева для нагрева этих предметов до необходимой температуры.

Независимо от способа подогрева смеси, температура бетона во время укладки не должна превышать 90 F. В ACI 306 говорится: «Бетон, помещенный при более низких температурах [от 40 до 50 F], защищенный от замерзания и надлежащим образом выдержанный в течение достаточного периода времени, может развивать более высокую предельную прочность и большую долговечность, чем бетон, помещенный при более высоких температурах. ».

4. Ограничьте быстрые изменения температуры, особенно до того, как бетон наберет достаточную прочность, чтобы выдерживать термические напряжения. При использовании пропаривания особое внимание следует уделять температуре окружающей среды внутри паровой камеры, а также самому бетону. Экстремальные колебания температуры могут ударить бетон и вызвать необратимые повреждения.

Работая над предотвращением замерзания бетона до достижения прочности на сжатие не менее 500 фунтов на квадратный дюйм, знайте, что бетон также не должен подвергаться методам ускоренного отверждения с использованием тепла и влаги до тех пор, пока не будет достигнуто начальное схватывание в соответствии с ASTM C403, «Стандартное испытание». Метод определения времени схватывания бетонных смесей по сопротивлению проникновению». В разделе 4.5.3 Руководства по контролю качества NPCA говорится, что заводы должны установить цикл отверждения в окружающей среде, который гарантирует, что температура окружающей среды не превышает 150 F, если не используются меры по предотвращению DEF. Повышение температуры окружающей среды при отверждении должно быть ограничено максимум 40 F в час.

Кроме того, быстрое охлаждение поверхности бетонной конструкции или резкий перепад температур между поверхностью изделия и внутренней частью могут вызвать растрескивание. Постепенный процесс охлаждения идеален.

Накрытие продуктов для созревания брезентом может способствовать сохранению влаги в продукте. Это особенно важный шаг в зимние и летние месяцы. Фото файла NPCA

5. Обеспечьте защиту, соответствующую долговечности конструкции в течение ее расчетного срока службы. Сборные железобетонные изделия рассчитаны и спроектированы с учетом длительного срока службы. Высокая прочность на сжатие является лишь одним из факторов, обеспечивающих устойчивость конструкции в течение расчетного срока службы.

Если в начале процесса отверждения принять определенные меры для ускорения набора прочности, другие характеристики бетона могут ухудшиться. Например, хлорид кальция работает как ускоритель, что может быть полезно в холодные месяцы, но использование хлоридосодержащих добавок в железобетоне не рекомендуется, поскольку они могут вызвать проблемы с коррозией. Нагреватели помогают поддерживать более высокую температуру окружающей среды, но при неправильном использовании могут вызвать быстрое высыхание бетона, что приведет к трещинам и снижению долговечности. Отверждение паром может дать отличные результаты, однако необходимо уделять особое внимание температуре окружающей среды и бетона на протяжении всего процесса отверждения, иначе бетон может подвергнуться тепловому удару.

Бетонирование в холодную погоду на вашем заводе

Правильное отверждение не является универсальным процессом. Идеальное время отверждения, температура и влажность будут меняться не только от сезона к сезону, но и изо дня в день. Краткосрочное удобство производства не должно отдаваться приоритету за счет долгосрочной прочности или долговечности. Сейчас идеальное время, чтобы пересмотреть процедуры бетонирования в холодную погоду на вашем заводе и, возможно, увеличить частоту испытаний, чтобы гарантировать качество и стабильность исходных материалов, бетона и конечных продуктов.

Кайла Хэнсон, ЧП является директором технических служб NPCA.

Защита бетона в холодную погоду

Изображение с сайта www.forconstructionpros.com

Защита бетона в холодную погоду является постоянной проблемой для бетонных подрядчиков и руководителей строительных работ. Укладка бетона в холодную погоду требует дополнительной подготовки и защиты. Следует принять все необходимые меры предосторожности, чтобы смягчить негативное воздействие холодной погоды, которая может повредить как внешний вид, так и прочность бетона. Требуется специальное отверждение и защита, чтобы температура затвердевающего бетона оставалась как можно ближе к оптимальной температуре отверждения для бетона: 50–60°F. В этой статье представлен краткий обзор некоторых широко используемых методов защиты, стратегий и проблем защиты бетона в холодную погоду.

Прежде чем мы займемся этими вопросами, давайте посмотрим, что означает холод для бетона. Гидратация цемента представляет собой химическую реакцию. Крайне низкие температуры, а также замораживание могут значительно замедлить реакцию, влияя на рост прочности бетона. Фактически, низкие температуры в течение первых 24 часов (или когда бетон еще находится в пластическом состоянии) могут снизить прочность более чем на 50 %.

Защита бетона в холодную погоду

Канадцы хорошо знакомы с защитой бетона в холодную погоду. Их стандарты CSA предусматривают три основных способа защиты бетона в холодных погодных условиях:

Покрытия
Изоляция
Внешние источники тепла

Защита требуется в течение всего процесса отверждения, а не только на начальной стадии твердения бетона. Защита необходима до тех пор, пока не будут достигнуты требуемые структурные свойства, такие как прочность. Прежде чем бетон будет считаться безопасным для воздействия замерзания, необходимо соблюдать два основных свойства:

минимальная прочность 500 фунтов на квадратный дюйм, 3,5 МПа
прочность на сжатие 7,0 МПа

Традиционно монолитные выбивные цилиндры используются для оценки прочности через определенные промежутки времени. Недавние достижения в технологии беспроводных датчиков значительно увеличили популярность метода зрелости. Метод зрелости предсказывает прочность в начале старения, поскольку эта прочность напрямую связана с изменением температуры гидратации цементного теста. Существует ряд инструментов, которые могут измерять конкретные структурные процессы и стандартные измерения, которые необходимо соблюдать.

Влажного отверждения в течение этого периода следует избегать , так как добавление воды сохранит насыщенность бетона, так что замерзание повредит его даже после того, как он достигнет прочности на сжатие 500 фунтов на квадратный дюйм.

1. Покрытие Бетон

Изображение взято с сайта www.grip-rite.com

Полимерные маты Без изоляции

Покрытие вулканизирующими матами широко используется на строительных площадках в холодное время года. Тепла, выделяемого при гидратации цемента, обычно достаточно во многих случаях, если маты используются правильно. Одеяла должны оставаться на месте в течение нескольких дней. Определение требований к покрытию, включая дополнительные изолирующие R-значения, зависит от:

толщина бетона
количество цемента
ожидаемая холодная температура.

При покрытии одеялами особое внимание следует уделить углам и краям плит.

Добавление изоляции

Если условия не позволяют этого, можно использовать изолирующие покрытия из полиэтиленовых листов для сохранения тепла. Кроме того, для отверждения бетона также доступны наполненные пеной изоляционные покрытия с указанными значениями R-значения.

3. Внешние источники тепла

Если покрытие само по себе не может поддерживать температуру бетона на желаемом уровне, следует использовать внешний источник тепла, такой как электрические нагревательные одеяла или трубы водяного отопления. Если этих мер недостаточно или если погода очень холодная (даже до укладки бетона), следует использовать обогреваемые ограждения. Этот прием включает в себя ограждение строительной площадки (например, строящегося этажа) и обогрев помещения. Опять же, требования зависят от количества/площади цемента и ожидаемой низкой температуры. Существуют определенные проблемы, которые необходимо решить, чтобы обеспечить правильное отверждение бетона.

Углекислый газ-карбонатизация. Одной из распространенных проблем с обогреваемыми корпусами является проблема карбонизации. Углекислый газ, вырабатываемый некоторыми коммерчески доступными нагревателями, увеличивает вероятность карбонизации свежеуложенного бетона. Это может привести к образованию слабого слоя бетона, что часто недопустимо. По этой причине рекомендуется использовать системы отопления, выводящие воздух наружу.
Быстрая сушка/неравномерный нагрев. Использование обогревателей может привести к очень быстрому высыханию бетона. Быстрое высыхание увеличивает вероятность пластической усадки и может привести к ухудшению качества бетона. Последнее особенно верно, если вода, необходимая для процесса гидратации, испаряется.