Как зимой заливать бетон: Заливка бетона зимой — особенности технологии, советы строителей

Зимнее бетонирование — как правильно заливать бетон при отрицательных температурах

Ежегодно с приближением зимы и наступлением холодов наши клиенты спрашивают: «Как правильно делать бетонирование при отрицательных температурах?». На этот и другие популярные вопросы ответит технолог сети бетонных заводов «Вега» – Добрынский Дмитрий.

1. В конце сентября — начале октября днём температура ещё положительная, а ночью наступают заморозки до -3 С°, -5 С°. Можно ли заливать ленточный фундамент, не замёрзнет ли бетон?

— Можно, соблюдая правило: перед замерзанием нужно получить минимальную начальную прочность до 10% от проектной. Для этого до наступления холодной ночи необходимо как можно раньше уложить бетон, пока сохраняется тепло дня, а после укладки – укрыть пленкой и теплоизолирующим материалом (изолон, геотекстиль, пеноплекс, и т.д.).

Это поможет бетону «пережить» ночь, сохранить внутреннюю теплоту и продолжить набор прочности на следующий день.

2. А если уже конец октября, и среднесуточная температура не поднимается выше -3 С°, -7 С°? Как в таком случае заливать бетон?

— Здесь необходим бетон с морозостойкими добавками с дозировкой, рассчитанной на температуру до -15С°. Как и в случае, описанном в первом вопросе, необходимо утеплить свежеуложенный бетон. Но если для температуры до -5 С° достаточно одного слоя утеплителя, то здесь потребуется 2-3 слоя или специальные маты с подогревом, которые можно купить или взять в аренду. Для их использования нужно позаботиться о наличии электричества на стройплощадке.

Также, соблюдая меры пожарной безопасности, можно применить тепловентиляторы. Их ставят на поверхность бетона или край опалубки, делают каркас из арматуры, который покрывают пологом из утеплителя, подняв его в месте выхода горячего воздуха. Такое сооружение называют «тепляк». Готовность бетона при таком способе прогрева определяется тоже визуально по признакам, которые я уже обозначал.

Эти рекомендации относятся к фундаментным конструкциям. Для колонн, стен и плит перекрытия при температуре воздуха -3 С°,-7 С° уже нужен электропрогрев.

3. Если бетон с противоморозной добавкой, то это гарантирует, что его можно заливать зимой? В чём заключается действие добавки?

— Противоморозная добавка, в первую очередь, не допускает замерзание бетонной смеси во время доставки и укладки. А после бетонирования обязательно нужно принять меры по прогреву бетона, чтобы он не замерз.

4. Как правильно производится бетонирование зимой? Что нужно сделать, чтобы бетон набрал необходимую прочность?

— Первое и, наверное, самое важное – это подготовка опалубки. Опалубка и армокаркас должны быть защищены от снега, для чего сразу после сборки каркас укрывают плёнкой или геотекстилем.

Приёмку бетонной смеси необходимо сделать максимально быстро. Зимой используется морозостойкий бетон – материал с противоморозными добавками, препятствующими его затвердеванию во время транспортировки и укладки. При температуре воздуха -10 С°,-15С° потребуется дозировка, рассчитанная на -25С°.

После бетонирования для плоских плит и стен нужен проводной электропрогрев, а для элементов ленточных фундаментов, ростверков и колонн – электродный. Для этого бетон укрывают и нагревают с помощью подключения к прогревочным трансформаторам. Термосный метод (укрытие бетона без электропрогрева) при температуре ниже -10С°, -15С° не допускается. Исключением здесь могут быть только массивные кубовидные конструкции из высокомарочной бетонной смеси класса выше В25, объемом более 20 м³, полностью скрытые в грунте.

5. В каком состоянии должен находиться бетон до включения прогрева?

— Бетонная смесь должна сохранять подвижность, а её поверхность – быть без морозных узоров и льда, иметь серый, серо-коричневый оттенок. Если цвет бетона ближе к черному – значит он замерз. Такой материал еще можно «раскачать» проводным электропрогревом (но с неизбежной потерей качества поверхности, однородности и прочности), а электродный метод уже не сработает. Дело в том, что в электродном прогреве вода бетонной смеси служит проводником (принцип кипятильника), и если она замерзла – электропроводимости не будет, и прогрев не произойдет.

6. Сколько времени необходимо прогревать бетон?

— Бетон класса от В15 до В30 на фундаментах и вертикальных конструкциях (колонны, стены) при среднесуточной температуре -10С°, -15С° и температуре прогрева +40С° для достижения 80-90% проектной прочности прогревается 1-2 суток (в зависимости от качества утепления опалубки, укрытия, ветра). Плиты перекрытия – от 2 до 4 суток.

Если температура прогрева ниже, то время увеличивается в «степени»: для колонн и фундаментов при +40 С° потребуется 2 суток, +30 С° – 4 суток, +20 С° – 8 суток, +10 С° – 16 суток. Температура прогрева ниже +10С° нецелесообразна.

Бетонирование в зимний период ответственных несущих конструкций из бетона класса ниже В15 не рекомендуется. Проведение бетонных работ непрофессиональными строителями при температуре ниже -20С°– тоже.

7. Сколько времени можно транспортировать бетон зимой?

— Зимой (-10С°, -15С°) рекомендуемое время перевозки бетонной смеси для сохранения нормативной температуры укладки (+5С° ) – не более 1 часа. Приемка одного автобетоносмесителя – до 30 минут. Укладка бетонной смеси до подключения электропрогрева – не более 30 минут. Итого, с момента замеса бетона на заводе до укладки и подключения электропрогрева должно пройти не более 2 часов (при условии использования противоморозной добавки, рассчитанной на температуру -25С°).

8. Какая температура бетонной смеси должна быть к моменту выгрузки в конструкцию? Если она приехала холодной, можно ли принимать в опалубку?

— Нормативная температура бетонной смеси при укладке – не менее +5С° (СП 70.13330.2012). Составы с температурой ниже этого значения к укладке не допускается.

9. Каким оборудованием должен быть укомплектован бетонный завод для производства бетона в зимнее время?

— Для выпуска на заводе бетонной смеси с температурой не менее +20С°требуется следующее оборудование:

• расходные бункеры, где щебень, гравий и песок (инертные материалы) обрабатываются горячим воздухом или паром. Так материал согревается, в нем растапливаются снег и лед;
• навесы на складе для защиты от замерзания инертных материалов в зимний период;
• оборудование подогрева воды для бетонной смеси.

Помните, чрезмерного ухода за бетоном не бывает, особенно зимой.

Работы с тепловыми пушками, тепловентиляторами должны проводить только сотрудники с допуском и необходимой квалификацией.

Нельзя оставлять прогревочное оборудование без присмотра, должны быть назначены дежурные на контроль прогрева в ночное время. И необходимо позаботиться о пожарной безопасности – обеспечить стройплощадку средствами пожаротушения.

Для качественного бетонирования в зимний период завод «Вега» предлагает смеси с противоморозными добавками и доставляет их по Перми и Пермскому краю.

С подробной информацией о наших добавках для отрицательных температур вы можете ознакомиться в разделе нашего сайта «Морозостойкий бетон». Также все виды бетона, которые мы производим, и цены на них представлены в каталоге.

Заливка бетона зимой без прогрева: минусовая температура, правила и советы выполнения работ

Как известно, при отрицательных температурах бетонный раствор затвердевает, мягко говоря, плохо. Особенно часто эта проблема возникает при заливках фундаментов поздней осенью или зимой. По мнению большинства специалистов, заливать бетон при минусовой температуре можно и без прогрева, но я этого необходимо выполнить ряд условий, при которых бетонная смесь качественно затвердеет в холодное время года.

Содержание

1. Как влияет температура на затвердение бетонной смеси
2. Методы заливки бетонной смеси при отрицательных температурах
3. Повышение температуры бетонной смеси в процессе замеса
4. Утепление, подогрев бетона, добавление присадок
5. Общие рекомендации при работе с бетоном в условиях отрицательных температур
6. Цены на тепловые пушки

Как влияет температура на затвердение бетонной смеси

Бетон, по своей сути, это смесь наполнителей – щебня разной фракции и песка, которые скрепляет отвердитель – цементное молочко. Когда цемент смешивают с водой, начинается процесс гидратации, затем бетон, по мере испарения воды, постепенно застывает. До критической прочности бетон застывает, как правило, в течение 24 часов с момента заливки. Впрочем, этот процесс может занять и больше времени, все зависит от температуры и уровня влажности воздуха.

Лучшей температурой для застывания бетона считается +20°С, при которой бетон набирает расчетную прочность на протяжении примерно месяца. Для того, чтобы в первое время после заливки вода не испарялась с поверхности бетона слишком быстро и на ней не появились трещины, ее накрывают полиэтиленовой пленкой.

При температуре воздуха в 5°С состав застывает намного медленнее – более чем в 3 раза. При 0° процесс гидратации полностью прекращается.

Если до падения температуры бетон успел набрать критическую прочность, то все нормально, и он продолжит затвердевать после того, как температура повысится. В противном случае материал не наберет необходимых показателей, и попросту говоря, пропадет – после потепления он раскрошится. В таких случаях безрассудно заливать любую марку бетона категорически запрещается.

Методы заливки бетонной смеси при отрицательных температурах

Одно из главных условий работы с бетонной смесью при минусовой температуре – сохранение температуры, которой будет достаточно для того чтобы раствор набрал критическую прочность. Самые распространенные методы заливки бетона в зимнее время следующие:

• Предварительный прогрев перед заливкой.
• Обеспечение хорошей теплоизоляции и уход за бетонной смесью.
• Подогрев залитого в опалубку бетона с помощью электричества.
• Добавка специальных химических присадок, которые снижают температуру замерзания воды в растворе и в несколько раз ускоряют процесс кристаллизации.

Таким образом работать с бетоном в зимнее время вполне возможно без потери прочности и качества, необходимо только придерживаться вышеописанных методик. Самый дорогой и нерентабельный способ прогрева бетонной смеси – использование тепловых пушек. Самый дешевый – добавление химических присадок. Подогрев бетона электричеством и теплоизоляция – промежуточные варианты, которые выбирают в зависимости от ситуации и финансовых возможностей.

Повышение температуры бетонной смеси в процессе замеса

Один из способов  работы с бетонной смесью при отрицательной температуре – подогреть компоненты в процессе замеса. Наполнители – песок и щебень прогреваются до температуры 55-60°С, а вода, которая подается в раствор, подогревается почти до кипения – 90°С. Что касается цемента, то его подогревают до комнатной температуры, в противном случае от потеряет свои свойства. Температура готовой бетонной смеси перед заливкой должна быть не меньше 35°С.

Для приготовления смеси понадобится бетономешалка, в которую сначала подают горячую воду, потом постепенно добавляют наполнители, в последнюю очередь добавляют цемент. При таком способе приготовления бетонной смеси тепла монолита хватает для того, чтобы бетон набрал критическую прочность, учитывая, что в процессе гидратации цемента также выделяется немного дополнительного тепла.

Утепление, подогрев бетона, добавление присадок

Если стоят сильные морозы, бетонная смесь нуждается в дополнительном утеплении и подогреве. С точки зрения экономической выгоды, бетон лучше всего утеплять недорогими теплоизоляционными материалами, применение которых не требует дополнительных затрат. На бетонную поверхность стелют солому, сено, старые вещи, пленку, теплоизолирующие покрывала – все, что может помочь сберечь драгоценное тепло. Иногда делают так называемые «тепляки» — конструкции, похожие на теплицы, внутри которых устанавливают тепловые пушки.

Когда необходимо работать с бетоном при температуре -5°С и ниже, понадобится дополнительный обогрев. Для его обеспечения применяют следующие способы:

• Прогрев бетона тепловой пушкой или специальной печью под «тепляком». Это один из самых трудоемких и дорогих способов, который требует постоянного увлажнения поверхности и контроля за источниками тепла. Чаще всего используется на строительных площадках, к которым пока не провели электричество.
• Использование электрических термоматов. Их выкладывают на сырую бетонную поверхность, и подключают к источнику электричества. Применение термоматов требует большого расхода электроэнергии.
• Инфракрасные излучатели. Устанавливаются над бетонной поверхностью или возле опалубки. Сила нагрева и его направление регулируется с помощью отражателей. Этот способ больше подходит для вертикальных конструкций, находящихся в труднодоступных местах.
• Для прогрева бетона часто используются специальные электроды или кабели, по которым пускают электричество. Этот метод удобен тем, что не требует большого расхода энергии. Но это касается только кабелей. На прогрев электродами идет больше энергии, так как раствор, который в сыром виде является проводником, при высыхании оказывает большое сопротивление.

Самый простой, эффективный и экономный способ сохранить свойства бетонной смеси зимой – добавление специальных присадок. Его используют как самостоятельно, так и в комплексе с прогревом и теплоизоляцией. Есть несколько типов присадок для работы с бетоном зимой:

• Присадки, которые уменьшают температуру замерзания воды. После добавления такой присадки время застывания раствора увеличивается, но вода при этом не замерзает, поэтому бетон не теряет своих свойств и успевает набрать критическую прочность. Для того чтобы ускорить процесс застывания, используется дополнительная теплоизоляция – соли натрия или кальция и поташ, которые не дают воде кристаллизоваться.
• Присадки, которые сокращают время кристаллизации бетона. Как результат – вода в предварительно прогретой смеси просто не успевает кристаллизоваться, и бетон набирает критическую прочность. В качестве таких добавок используются соли кальция, мочевина, а также нитрит-нитрат кальция и поташ.

Сколько нужно добавить присадок в бетон, зависит от температуры окружающей среды. Так, при температуре от -5 до -10°С в раствор добавляют 5-8% присадок от массы цемента. При температуре ниже -15°С  концентрацию увеличивают до 10% от массы цемента, до – 25°С добавляют 15% и более.

Общие рекомендации при работе с бетоном в условиях отрицательных температур

Кроме знания и применения методик прогрева и теплоизоляции бетона, необходимо также правильно подготовить опалубку. Перед тем, как заливать раствор, внутренняя сторона опалубки тщательно очищается от наледи. Грунт и арматура прогреваются всеми доступными способами – жаровнями, тепловыми пушками, инфракрасные обогреватели, и т.д. В целом, заливать плиты фундамента в мороз не рекомендуется, так как обогреть все элементы очень сложно.

Что касается ленточного фундамента, то тут все немного проще – траншея постепенно прогревается, после чего в нее заливается бетон. После заливки обязательно устраивается качественная термоизоляция. Процесс непрерывно продолжают по всему периметру, пока он не замкнется. Если добавить в раствор присадки и обеспечить качественную термоизоляцию, то ленточный фундамент можно спокойно заливать при температуре до -15°С.

Захарычев Сергей

Автор статьи: главный редактор проекта, эксперт в области архитектуры и строительства.

Задать вопрос

Один из ключевых моментов при работе с бетоном и в теплое и в холодное время года – непрерывность. Другими словами, работа должна продолжаться до полной заливки монолита. Если заливать бетон по частям, это приведет к снижению качества конструкции.

Перед заливкой бетона в опалубку нужно убедиться, что его температура не меньше 38°С. Если температура выше 40°С, то бетон будет застывать медленнее.

Таким образом, ответ на вопрос: можно ли заливать бетон зимой – однозначно да. При соблюдении всех вышеописанных методик и условий заливку можно проводить при очень низких температурах.

О всех способах подогрева бетонного раствора зимой, читайте здесь.

Цены на тепловые пушки

Можно ли заливать бетон зимой? Заливка в холодную погоду

ByRon 1 февраля 2022 г. 30 января 2022 г.

Строительство не прекращается даже зимой. Но как залить бетон в мороз? Какие меры предосторожности следует принять?

Содержание

• 1 Насколько холодной можно заливать бетон?
  • 1. 1 Влияет ли холодная погода на твердение бетона?
  • 1.2 Можно ли укладывать бетон зимой?
  • 1.3 Можно ли заливать бетон, если ночью замерзает?
• 2 Как заливать бетон в холодную погоду?
  • 2.1 Какой тип цемента использовать в холодную погоду?

Насколько холодной можно заливать бетон?

Рекомендуемая температура для заливки бетона составляет от 40° до 60°F (температура бетонной смеси). Однако не лейте его на промерзшую землю. Используйте обогреватели или одеяла, чтобы отогреть землю как минимум до 32 ° F (по Фаренгейту), прежде чем заливать бетон в холодную погоду.

Влияет ли холодная погода на затвердевание бетона?

Да, холодная погода вредит отверждению бетона. Затвердевание бетона замедляется с понижением температуры. Когда термометр достигает 50°F (10°C), бетон невероятно медленно схватывается, а реакция гидратации практически прекращается при 40°F (4°C). Обратите внимание, что это температура бетона, а не температура воздуха. Если вы сможете поддерживать температуру бетона выше 50°F (10°C) до тех пор, пока он не достигнет окончательного схватывания, качество конечного продукта останется неизменным.

Можно ли класть бетон зимой?

Да, можете, при условии, что вы защитите бетон от холода, ветра и дождя. Если температура бетона падает ниже 40°F (4°C), реакция гидратации останавливается, эффективно сохраняя бетон в жидком состоянии. Здесь вы рискуете, что вода в бетонной смеси замерзнет, ​​что испортит заливку.

Также необходимо защищать бетон от холода, пока он не достигнет прочности на сжатие не менее 500 фунтов на кв. дюйм (3 МПа). В этот момент он обычно может противостоять внутреннему давлению, возникающему в результате отрицательных температур. Обычно в холодную погоду бетон достигает этой точки на следующий день после заливки. На данный момент процесс гидратации израсходовал большую часть воды свежего бетона. Если оставшаяся вода замерзнет в типичной смеси, этого будет недостаточно, чтобы повредить внутренние поры бетона.

Можно ли заливать бетон, если ночью замерзает?

Да, если правильно защитить. Если вы можете сохранить влажный бетон теплым, вы сможете заливать бетон, даже когда ночные температуры опускаются ниже нуля. Здесь важно заливать бетон на повышающемся термометре. То есть рано утром, пока температура окружающей среды повышается. Это дает ему наилучшие шансы установить до наступления темноты.

Бетон здесь необходимо сохранять теплым, обычно накрывая его брезентом и изоляционными материалами. Покрытие с подогревом также можно использовать в экстремальных погодных условиях, хотя это становится дорогостоящим, особенно при больших заливках.

К счастью, реакция гидратации является экзотермической (она выделяет тепло). Это означает, что бетон будет способствовать нагреванию внутри покрытия по мере его отверждения, повышая шансы достичь окончательного схватывания до наступления темноты.

Как заливать бетон в холодную погоду?

Повышение температуры бетона и ускорение реакции гидратации необходимо для бетонирования в холодную погоду. С этой целью существует множество приемов, которые помогут вам на этом пути, в основном при корректировке дизайна микса и управлении окружением. Вот некоторые ключевые аспекты, которые следует помнить при бетонировании в холодную погоду.

• Нагрейте воду для смешивания. Это нагревает свежий бетон, ускоряя реакцию гидратации. Обратите внимание, что температура свежего бетона не должна превышать 77°F (25°C), но должна быть не менее 65°F (18°C), поэтому соответствующим образом отрегулируйте температуру воды для затворения.
• Если можете, нагрейте заполнители, используемые в вашей смеси. Некоторые более крупные смесительные заводы имеют нагревательные устройства, которые позволяют пару проникать через склады песка и камня, нагревая их перед добавлением в бетонную смесь.
• Использовать ускорители схватывания. Существует два типа ускоряющих добавок – те, которые усиливают окончательное схватывание, и те, которые усиливают начальное схватывание. Здесь оба применимы и могут использоваться свободно. Ускорение времени схватывания имеет два преимущества при бетонировании в холодную погоду: время схватывания сокращается, поэтому снижается риск замерзания свежего бетона до его схватывания. Второе преимущество – тепловыделение. Чем быстрее протекает реакция гидратации, тем больше тепла выделяется внутри бетона при его схватывании. Это дополнительно сокращает время схватывания и снижает риск замерзания.

Обратите внимание на тип используемой ускорительной добавки. Ускорители установок старого поколения обычно изготавливаются на основе хлорида кальция, который может вызвать коррозию стальной арматуры. Это также может привести к обесцвечиванию цветного бетона. В ускорителях схватывания нового поколения используются специальные полимеры, специально разработанные для увеличения времени схватывания без негативного влияния на другие качества бетона.

• Используйте подходящие добавки для снижения содержания воды. Разбавители воды старого поколения основаны на глюкозе, что сокращает время схватывания. Водоразбавители нового поколения основаны на полимерах и не влияют на время схватывания. При правильном использовании они уменьшат количество воды, необходимой для создания вашей смеси, и, таким образом, уменьшат количество вытекания при заливке.
• Не используйте наполнители для цемента, такие как летучая зола, шлак и микрокремнезем. Наполнители для цемента обычно сокращают время схватывания, уменьшая тепло, выделяемое реакцией гидратации. Это то, что вы использовали бы при бетонировании в жаркую погоду. При бетонировании в холодную погоду требуется максимально возможное тепловыделение внутри свежего бетона, и исключение наполнителей из состава смеси помогает в этом. Исключением из этого правила является шлак Corex, особый тип шлака, образующийся во время определенного процесса выплавки чугуна, который ускоряет реакцию гидратации, а не замедляет ее. Этот шлак производится только на западном побережье Южной Африки.
• Добавьте больше цемента в смесь. Это может означать, что ваша конечная прочность на сжатие намного выше той, что указана для проекта. Тем не менее, начальная прочность на сжатие также будет выше, что сократит время, необходимое для защиты свежей заливки.
• Бетон с низкой посадкой. Здесь оптимальным является прогиб менее 4 дюймов (100 мм). Это сводит к минимуму количество воды в смеси, снижая риск кровотечения.
• Уменьшить риск кровотечения путем добавления воздухововлекающих добавок. При бетонировании в холодную погоду кровотечение обычно начинается позже, чем обычно, и его больше. Чрезмерное кровотечение может привести к образованию трещин и изменению отношения поверхностной воды к цементу. Это приводит к локальному ослаблению, что отрицательно сказывается на качестве конструкции.

По совпадению воздухововлекающие добавки действуют как внутренняя изоляция бетона – вовлеченный воздух не проводит температурные изменения, как остальная часть бетона. Таким образом, он будет оставаться немного теплее, уменьшая общие потери тепла свежего бетона.

• Не заливайте свежий бетон на промерзшую землю. Подготовьте место за несколько дней до заливки, используя трубы с подогревом или электрические одеяла.
• Защитите заливку от непогоды. Там, где это возможно, установите ветрозащитные экраны, чтобы предотвратить попадание холодных ветров на свежий бетон. Здесь лучше всего заливать свежий бетон в помещении, если это возможно.
• Накройте и изолируйте свежий бетон. После заливки свежий бетон необходимо покрыть и изолировать. Это можно сделать различными способами, начиная от заливки песка теплой водой, покрытия брезентом, покрытия с подогревом и любого другого варианта, чтобы сохранить бетон теплым, пока он не достигнет желаемой прочности на сжатие.
• Удалите просачивающуюся воду с поверхности бетона. Чрезмерное количество сбрасываемой воды может отрицательно повлиять на местную прочность бетона.

Какой тип цемента использовать в холодную погоду?

Цемент типа III (с высокой начальной прочностью) лучше всего подходит для холодной погоды, поскольку он гидратируется быстрее, чем другие типы цемента. При бетонировании в холодную погоду существенное значение имеет сокращение времени схватывания. С этой целью цемент, который реагирует быстрее и содержит меньше наполнителей, является критическим компонентом при разработке вашей смеси.

Почтовые теги: #Бетон

Похожие сообщения

Как отвердить бетон в холодных условиях

Авторы: Пит Хауг, PE, и Тодд Рудольф, PE

В любом процессе, где задействована вода, пересечение отметки замерзания может стать препятствием. Это относится к отверждению бетона, которое должно происходить при температуре выше точки замерзания. Несоблюдение этого правила приведет к значительно более длительному отверждению бетона и, возможно, преждевременному разрушению бетона. Для тех, кто живет в холодном климате, не всегда возможно запланировать строительство на более теплые месяцы. Работа может быть выполнена в условиях минусовой температуры, но не без принятия значительного количества шагов, чтобы поддерживать температуру бетона выше точки замерзания во время смешивания и отверждения.

Об эксперте:

Пит Хауг, дипломированный специалист, инженер по водным ресурсам в нашем офисе в О-Клэр, штат Висконсин, и сертифицированный инструктор курсов NHI по гидравлике шоссейных дорог, проектированию водопропускных труб и городской гидрологии. Его основное внимание уделяется осмотру плотин, проектированию гидротехнических сооружений и наблюдению за строительством водосброса. Его рецензируемые документы включают неопределенность расхода водосброса, демонтаж плотины, характеристики водосброса и другие темы, связанные с гидравликой.

Об эксперте:

Тодд Рудольф, PE, присоединился к Ayres в 1997. Он выполняет различные инженерные задачи, включая гидравлические и гидрологические расчеты; проектирование и проверка гидротехнических сооружений, например проектирование и проверка ворот; и соответствующий структурный дизайн. Он является ведущим инженером-конструктором Эйреса по проектированию навесных плавучих переборок, которые по всей стране использовались для осушения водосбросов гидропроектов.

Американский институт бетона (ACI) продолжает совершенствовать свои рекомендации по заливке в холодную погоду, и на недавнем вебинаре, представленном Эриком Холком, старшим инженером-проектировщиком Denver Water, были рассмотрены причины, по которым важно защитить твердеющий бетон от замерзания, и то, как обеспечить и проверить эту защиту.

Почему нельзя смешивать замораживание и отверждение

При температуре от 25 до 27 градусов по Фаренгейту замерзание поровой воды при отверждении бетона остановит гидратацию и процесс отверждения. Гидратация — это химическая реакция, при которой ключевые соединения в цементе образуют химические связи с молекулами воды и превращаются в гидраты или продукты гидратации. При температуре ниже 27 градусов образование льда в твердеющем бетоне может привести к нарушению целостности бетона в результате растрескивания.

На этой фотографии показано ограждение и нагрев застывшего бетона во время замены бетона цапфы ворот tainter. На фото в ВЕРХУ этого поста температура воздуха была 16 градусов по Фаренгейту во время заливки бетона на Проект реконструкции пирса ворот плотины Алтуна в Алтуне, штат Висконсин. Во время бетонных работ в этом проекте, разработанном Эйресом, температура упала до 6 градусов. Подрядчик использовал теплоизоляционные одеяла поверх шлангов водяного нагревателя, которые подавали теплую воду из дизельных котлов на поверхность бетона во время отверждения.

Определение холода в соответствии с ACI, в течение которого следует принимать защитные меры, было упрощено и теперь включает любое фактическое или прогнозируемое падение температуры воздуха ниже 40 градусов по Фаренгейту во время периода защиты бетона в холодную погоду – время, в течение которого рекомендуется твердение бетона. для защиты в холодную погоду. Этот период обычно составляет от 1 до 6 дней, при этом наименьший период применяется для бетона, в состав которого входят химические вещества ускоренного схватывания, который не подвергается нагрузкам во время строительства и не подвергается воздействию холода в процессе эксплуатации (после завершения проекта). Самый длительный период отверждения требуется для бетона без ускорителей, который находится под нагрузкой во время строительства и подвергается воздействию холода в процессе эксплуатации.

Какую температуру следует поддерживать?

На бетонном заводе температура бетона должна поддерживаться при температуре от 45 до 70 градусов, при этом более высокая граница этого диапазона требуется для более тонкой заливки бетона и более холодных условий наружного воздуха. Более низкие температуры в этом диапазоне допустимы на заводе, если температура воздуха менее суровая и заливка будет более густой. При заливке и в течение всего отверждения бетон должен поддерживать температуру 40 градусов, если толщина бетона превышает 72 дюйма, 45 градусов, если толщина составляет от 36 до 72 дюймов, 50 градусов, если толщина составляет от 12 до 36 дюймов, или 55 градусов, если толщина бетона менее 12 дюймов.

Вот еще несколько советов по температуре, которыми следует руководствоваться при любых работах с бетоном в холодную погоду:

• Поверхность, края и углы залитого бетона наиболее восприимчивы к холоду и наиболее важны для защиты.
• Арматурный стержень № 18 и меньше может иметь угол наклона менее 32 градусов при установке. То же самое можно сказать о опалубке, стальных двутавровых балках и других элементах размером менее 4 квадратных дюймов.
• Однако на поверхностях, контактирующих со свежим бетоном, не должно быть льда, снега и инея, а бетон нельзя укладывать на промерзшее основание. Гидравлические (водяные или паровые) нагревательные трубы могут быть размещены непосредственно на земляном полотне или поверх изолирующих покрытий, уложенных на земляное полотно, чтобы разморозить грунтовое основание перед заливкой.

Как защитить бетон от высоких температур?

Вот лучшие методы защиты для изоляции затвердевающего бетона от холодного окружающего воздуха:

• Поскольку бетон выделяет тепло во время химических реакций затвердевания, теплоизоляционных покрытий и изолированной опалубки может быть достаточно для поддержания надлежащей температуры затвердевания. Они должны быть закреплены так, чтобы их не сдуло ветром. Также важно не вызвать термическую нагрузку из-за перегрева в результате чрезмерной изоляции.
• Прочные, устойчивые к атмосферным воздействиям, обогреваемые кожухи защищают бетон внутри зданий, но может потребоваться отверждающая мембрана или дополнительное количество воды, чтобы предотвратить высыхание поверхности из-за использования нагревателей.

Мониторинг температуры представляет собой сложную задачу

Бетон на этой цапфе ворот tainter Замена бетона в 2016 году потребовала ограждения и обогрева, чтобы поддерживать нужную температуру во время отверждения.

Одной из самых сложных особенностей отверждения бетона в холодную погоду является необходимость контролировать температуру бетона во время отверждения, чтобы убедиться в соблюдении минимальной температуры бетона от 40 до 55 градусов. Датчики зрелости можно использовать для измерения внутренней температуры бетона, а инфракрасные термометры — для измерения температуры поверхности бетона.

Прочность на месте, а не количество дней отверждения, должна определять предельный период защиты отвержденного бетона. Проблема в том, что как лабораторные, так и полевые цилиндры, заливаемые одновременно с основной заливкой, ненадежны в определении прочности бетонной заливки, потому что их трудно поддерживать при той же температуре, что и основная заливка, а также цилиндры могут быть намного тоньше, чем заливка, поэтому они затвердевают быстрее. Данные мониторинга зрелости, откалиброванные с данными о цилиндре, можно использовать для проверки прочности на месте.

По окончании периода отверждения важно не ударить бетон внезапным воздействием более низких температур. Рекомендованное ACI максимальное 24-часовое падение температуры после снятия защиты колеблется от 20-градусного колебания для бетона толщиной более 72 дюймов до 50-градусного падения для бетона толщиной менее 12 дюймов.

Стоимость зимнего бетонного строительства

Зимнее бетонное строительство является дорогостоящим, отчасти потому, что бетонная смесь стоит дороже, но в основном потому, что производительность труда ниже из-за всей работы, связанной с обогревом и изоляцией во время твердения, установкой дополнительного освещения на рабочей площадке. и компенсация низкой влажности воздуха.

Например, проект водосброса плотины, изображенный в верхней части этого поста, стоил примерно на 750 000 долларов больше для зимнего строительства, чем летом. Частично эта надбавка связана с исключительно холодными условиями той зимы, когда в январе 2014 года температура опустилась до 23 градусов ниже нуля и опустилась до отрицательных значений в течение 20 дней. «съедают» часть расходов на отопление и ограждения только для того, чтобы их сотрудники работали в те месяцы, когда в противном случае они были бы сезонно уволены.

Имейте план защиты от холода

ACI считает коммуникацию важнейшим компонентом успешного проекта бетона в холодную погоду, и рекомендует инженерам убедиться, что подрядчик предоставит план защиты от холода. Этот план дает инженеру возможность оценить относительный уровень опыта подрядчика, а также дает всем сторонам возможность прийти к единому мнению, а инженер может поделиться советом с подрядчиком, чтобы убедиться, что все защитное и контрольное оборудование выстроено в линию до заливка. План должен включать:

• Подготовка и защита основания
• Метод контроля температуры
• Метод контроля прочности
• Идентификация методов защиты, таких как ограждения, изолированная опалубка и покрытия, водяные нагреватели и пламенные нагреватели
• Смешанные изменения конструкции

ACI рекомендует следующие советы по планированию, чтобы предотвратить проблемы:

• Укладка бетона с минимально возможной осадкой, чтобы свести к минимуму слив воды и задержки, так как вода может стоять и замерзать, а не испаряться.
• Предотвращение преждевременного начала процесса отделки, что является заманчивым, когда подрядчики работают в условиях сокращенного дневного света. Накипь может образоваться в результате отделки, когда из бетона все еще выходит стравливающая вода.
• Избегайте использования чрезмерного тепла. Например, обогреватели внутри корпусов могут перегревать ближайшие к ним участки.

Пит Хауг, инженер по водным ресурсам, имеет 20-летний опыт проектирования и испытаний гидротехнических сооружений, уделяя особое внимание водосбросам.