При какой температуре бетон замерзает: Заливка бетона при минусовой температуре — особенности и технология

Заливка бетона зимой | Статьи

12.10.2022

С наступлением холодов перед строителями неизменно встает вопрос: возможна ли заливка бетона зимой? Если профессионалы и домашние мастера с опытом ответ на него знают, то для начинающих, особенно в индивидуальном строительстве, проблема стоит довольно остро.

Не всегда есть возможность на несколько месяцев «заморозить» объект, но и продолжать работу рискованно: неправильно залитый бетон плохо затвердевает и со временем может начать крошиться.

Итак: лить или не лить? Бетонирование при отрицательных температурах возможно, но только с учетом нюансов этого процесса.

Влияние температуры на твердение бетона

Для нормального застывания и набора прочности бетона требуются определенные условия, в том числе температурные. Оптимальный показатель для этого – когда термометр показывает +20°C. При этом максимальная прочность будет набрана за 28 суток. Когда похолодает до +5°C, процесс затвердения бетонной смеси замедлится вдвое, то есть займет почти два месяца. Именно этот показатель СНиП 3.03.01-87 определяет как наступление зимнего периода. А при нуле или минусе на улице гидратация вообще невозможна. В результате материал не наберет критической прочности, которая составляет от трети до половины полной марочной прочности. В зависимости от марки бетона этот параметр при +20°C достигается через трое суток, при +5°C – примерно в течение недели.

Почему это так важно именно зимой? Лабораторные исследования показали, что образцы бетона, успевшие набрать до замерзания критическую прочность, после размораживания продолжают набор прочностных характеристик до получения марочного (проектного) значения. В противном случае после оттаивания материал начинает разрушаться.

Таким образом, главное условие заливки бетона зимой: он должен до замерзания набрать критическую прочность. Без прогрева этот процесс происходит только при плюсовой температуре. Если не применять искусственного подогрева или специальных присадок, то надо ориентироваться на прогнозы синоптиков: Температура должна как минимум неделю не опускаться ниже +5°C.

Важно! Если ночью воздух остынет до нуля, залитую бетонную смесь надо прикрыть любым теплоизолирующим материалом (солома, пенопласт, тряпки, опилки и т.д.).

Особенности зимнего бетонирования

Главный фактор риска при бетонировании зимой – морозная погода, а главная задача – обеспечение оптимальных условий на весь период высыхания раствора. Он должен «созревать» в теплой и влажной окружающей среде. Образование искусственного камня происходит в результате гидратации – химической реакции между водой и частицами цемента. Для этого процесса необходимо соблюдение пропорций ингредиентов и однородность бетонной смеси. Если вода замерзает и эти условия не соблюдаются, то реакция прекращается. Соответственно, останавливается процесс застывания.

Помимо этого, низкие температуры вызывают следующие негативные явления:

• повышение внутреннего давления вследствие расширения материала, вызванного промерзанием;
• кристаллизация замерзшей воды вокруг арматуры, что препятствует ее сцеплению с застывающим раствором;
• возрастание пористости и растрескивание массива из-за кристаллизации жидкости;
• получение бетона с низкими прочностными характеристиками.

Из этого следует, что важнейшее внимание в зимних условиях надо уделить обеспечению набора критической прочности, и это – основная особенность бетонных работ в данное время. При создании оптимальных условий нужная величина достигается в течение 4-6 суток после укладки.

Температуру бетонной смеси необходимо измерять до заливки, во время и после нее, чтобы не допустить замерзания раствора. Для нормального протекания процесса схватывания и достижения максимального показателя прочности при температуре воздуха в пределах -3 – +5°C минимальный температурный показатель самой бетонной смеси должен быть +5° – +10°C. Чем выше градус, тем быстрее созревает раствор.

Для достижения нужного эффекта и ускорения набора твердости рекомендуется применять зимой портландцемент и быстротвердеющие цементы высоких марок.

Имеет свои особенности и сам процесс укладки бетона в холодный период. Получить лучший результат помогут некоторые рекомендации:

• До заливки опалубка должна быть очищена от наледи.
• Перед тем, как начать заливать бетон, надо прогреть грунт и арматурный каркас. Идеальный вариант – тепловые пушки или инфракрасные излучатели. Эффективно, но дорого.
• Заливать весь объем бетонной смеси необходимо в один прием – перерыва и простоя допускать нельзя.

Важно! Демонтировать опалубку и давать частичную нагрузку на несущие конструкции можно только после того, как бетон наберет не менее 60% марочной прочности. Для полной гарантии, что после оттепели материал сохранит свои характеристики, лучше дождаться 100%.

Методики зимнего бетонирования (прогрев, добавление присадок)

Для нормального протекания процесса твердения бетона нужна градусы выше нуля как окружающего пространства, так и самого раствора.

Однако может возникнуть ситуация, когда на улице мороз, а заливать бетон необходимо. На этот случай существуют способы бетонирования зимой. Назовем самые распространенные из них.

1. Использование греющего кабеля (провода).

2. Хороший эффект дает установка тепляка над участком, где ведутся работы. Сооружение представляет собой своего рода теплицу из досок и целлофановой пленки или тента. Температура внутри должна быть не меньше всё тех же +5°C, а лучше – в пределах 12-15 градусов выше нуля. Поддерживать тепло можно с помощью дровяной печи, ее можно сделать самим из металлических бочек или баков. Более дорогой вариант – тепловые пушки, работающие на газовом топливе или электричестве.

3. Добавление в бетонный раствор специальных присадок для повышения морозостойкости. Модифицирующие добавки делятся на две группы:

• Снижающие точку замерзания воды. Под их воздействием входящая в состав бетонной смеси жидкость даже при -25°C не кристаллизуется, и процесс гидратации не останавливается. К этим добавкам относятся соли кальция и натрия, а также поташ – технический углекислый калий.
• Сокращающие время схватывания. Эти вещества ускоряют застывание и способствуют быстрому набору бетоном критической прочности при минусовых температурах. В данную категорию входят нитрит-нитрат кальция, поташ, соли кальция, смешанные с мочевиной соли кальция. Дозировку присадок рассчитывают в зависимости от температуры на улице и массы цемента (до -10°C добавляют 5–8% от массы вяжущего, до -15°C – 10%, до -25°C – 15%).

4. Предварительный прогрев компонентов бетонной смеси. Перед смешиванием вяжущее (цемент) подогревают до +20°C, наполнители (щебень, гравий, керамзит, песок и т.д.) – +55-60°C. Воду доводят до +90 градусов. Этот способ способствует быстрому набору бетоном прочности.

5. Подогрев электродами. Арматуру перевязывают проволокой, которую присоединяют к проводам и выводят их на понижающий трансформатор. Электроды располагают на расстоянии 60-100 см друг от друга. В качестве проводника выступает входящая в состав бетона жидкость.

6. Метод термоса используется, если смесь еще на заводе разогрета до 25-45 градусов. После заливки опалубку обкладывают термоизоляционным материалом. В процессе гидратации выделяется тепло, достаточное для набора необходимой твердости.

Существуют также более сложные и дорогие технологии.

Заключение

Из сказанного можно сделать вывод, что бетонирование в зимних условиях возможно при соблюдении ряда условий. Главное из них – соблюдение температурного режима, обеспечивающего достижение бетонной смесью критической прочности. Без прогрева допускается заливка, если термометр показывает не меньше 5 градусов тепла. Если ниже нуля – необходимо принять меры к искусственному прогреву. Для этого имеются разные технологии. Конкретные способы утепления выбирают, исходя из типа конструкции, компонентов бетонной смеси, наличия оборудования, материальных возможностей и других факторов.

Условия зимнего бетонирования | Рекомендации по укладке бетона зимой

Условия зимнего бетонирования определяются как любой период, когда в течение 3 дней: (1) среднесуточная температура воздуха ниже 4ºС, (2) температура воздуха не превышает 10ºС в течение 12 часов любых суток.

Свежеуложенный бетон, находясь в пластичном состоянии, замерзает при температурах ниже
 — 4ºС. При этом, на бетоне, не содержащем специальных добавок, лед начинает образовываться уже при температуре от – 0,5º до – 1,5ºС. В том случае, если свежеуложенный бетон замерзает, его потенциальная прочность снижается на 50%, что также сказывается на его долговечности и стойкости к перепадам температур.

Заказать бетонный пол

Низкая температура оказывает сильное влияние на скорость процесса гидратации цемента, увеличивая время вставания и замедляя набор прочности бетона, что необходимо учитывать при составлении графика поставок бетона, определении времени его отделки, снятия форм, мерах защиты и пр.

​

Устройство прочного и долговечного бетонного пола в таких условиях требует, во избежание риска повреждения бетона и сохранения его проектных характеристик, принятия специальных мер всеми заинтересованными сторонами.

​

Несоблюдение требований зимнего бетонирования может также привести к возникновению следующих проблем:

​

• Существенное увеличение времени, необходимого для отделки поверхности бетона, а также повышение затрат

• Образование трещин

• Деламинация поверхностного слоя

• Слабая, пылящая поверхность

Рекомендуемая температура укладываемой бетонной смеси должна быть около 13ºС при толщине плиты до 300 мм. Более высокая температура поставляемого бетона обычно требует большего количества воды, что может привести затем к повышенному трещинообразованию.

​

• Увеличение времени вставания и замедление набора прочности всегда приводят к задержкам в операциях отделки поверхности и снятия форм. Обычно для решения этой проблемы используются химические добавки, ускоряющие время вставания, или увеличение доли цемента в смеси. Следует избегать использования распространенных ускоряющих добавок, содержащих хлориды, так как это может привести к коррозии арматуры, обширным высолам на поверхности, обесцвечиванию больших участков, что особенно заметно при использовании цветных сухих упрочнителей. Ускоряющие добавки не предотвращают замерзание бетона, и, соответственно, их использование не исключает применения мер по защите бетона.

Заказать бетонный пол

• Бетонная смесь должна иметь минимальный конус осадки, при котором сохраняется работопригодность. Это сокращает количество воды и, соответственно, время вставания бетона. Добавление воды на объекте, например 5 — 10 литров на 1 куб.м, приведет к увеличению времени вставания на 1 — 2 часа.

• Подготовка поверхности, на которую укладывается бетон, должна включать в себя удаление льда, снега с поверхности и металлических форм. Не рекомендуется использовать для размораживания поверхности хлориды кальция, так как это повлияет на прочность бетона и характеристики его поверхности. Температура всех поверхностей, с которыми контактирует бетон, должна быть выше точки замерзания. Для обеспечения требуемой температуры основания помещение должно быть прогрето, а основание защищено от потери тепла.

• Промежуток времени от изготовления смеси до ее укладки должен быть минимальным, чтобы свести к минимуму падение температуры смеси. Это также необходимо учитывать и при укладке, растаскивании и разравнивании бетона на площадке.

• После отделки поверхность бетона должна быть защищена как от замерзания, так и от чрезмерно быстрого высыхания. Для защиты бетона рекомендуется накрывать его полиэтиленовой пленкой или, если позволяют условия, обрабатывать жидким силером. В период набора прочности (ориентировочно до 24 МПа) разница температуры бетона и окружающего воздуха должна быть минимальной.

Что делать, если свежеуложенный бетон замерзает в холодную погоду?

🕑 Время чтения: 1 минута

Возможное замерзание свежеуложенного бетона в холодных погодных условиях является основной проблемой для подрядчиков и инженеров. Это связано с тем, что замораживание может привести к немедленному и необратимому повреждению, а последующее отверждение может не помочь достичь желаемой прочности бетона. Поэтому необходимо понимать пагубные последствия промерзания бетона и как его избежать.

Что делать, если свежеуложенный бетон замерзает в холодную погоду?

1. При замерзании свежезалитого бетона объем воды увеличивается в девять раз, увеличивая пористость бетона и снижая его прочность. Увеличение объема воды является основной причиной повреждения бетона.
2. Бетон может потерять около половины своей прочности, если он подвергается замерзанию в течение нескольких часов после его укладки или до достижения бетоном прочности на сжатие около 3,5 МПа.
3. Бетон не будет постоянно повреждаться из-за замерзания, если он достиг прочности около 3,5 МПа и внешние источники воды недоступны.
4. Бетон может достичь прочности приблизительно 3,5 МПа в течение 24-48 часов, если бетонная смесь подобрана правильно и поддерживается температура отверждения (10 градусов Цельсия).
5. Образование кристаллического льда в бетоне приводит к расширению цементного теста. В результате проницаемость затвердевшего бетона увеличивается, а его прочность снижается.
6. Защищайте бетон сразу после его укладки, уплотнения и финишной отделки до тех пор, пока в процессе гидратации не будет использована большая часть воды для затворения бетона и не снизится риск замерзания. Другими словами, защитить бетон от замерзания в течение первых 24-48 часов и поддерживать правильную температуру отверждения, пока бетон не достигнет прочности на сжатие 3,5 МПа.
7. Минимальная температура, необходимая для непрерывного твердения бетона, составляет около 5 градусов Цельсия. Однако на это влияют размер секции и температура воздуха (см. Таблицу-1).
8. Если бетон достигает прочности 3,5 МПа и не подвергается воздействию внешних источников воды, он может без повреждений выдержать один цикл замораживания и оттаивания.
9. Бетон практически не нуждается во внешнем водоснабжении во время отверждения в холодную погоду, если только он не находится в обогреваемых защитных кожухах.
10. Если свежеуложенный бетон набирает минимальную прочность от 24,5 до 27,5 МПа, он может выдерживать многократные циклы замораживания и оттаивания.
11. Подрядчики могут использовать бетон с ускоренным схватыванием, полученный путем введения химических добавок, снижения водоцементного отношения, увеличения содержания цемента, уменьшения количества дополнительных вяжущих материалов или использования портландцемента Типа III (цемент с высокой ранней прочностью).

Table-1: Minimum Temperatures Based on Section Size and Air Temperature Needed for Curing of Concrete

Замораживание может привести как к немедленному, так и к необратимому повреждению, а последующее отверждение может не помочь достичь желаемой прочности бетона.

Какая температура является слишком низкой для схватывания бетона?

Гидратация бетона при температуре ниже 5°C незначительна в соответствии с ACI 306R-10.

Как определить, что бетон замерз?

На поверхности бетона можно увидеть отпечатки кристаллов льда, если он замерз в раннем возрасте.

При какой температуре лучше всего укладывать бетон?

Оптимальная температура для заливки бетона находится в диапазоне от 5 до 15°C

При какой температуре возникают повреждения бетона из-за замерзания?

Повреждение от замерзания может произойти, если температура бетона упадет ниже 0°C.

Подробнее

Бетонирование в холодную погоду: рекомендации и стратегии

Незамерзающая добавка для бетона при бетонировании в холодную погоду

Сколько времени требуется для затвердевания бетона?

Поделиться этой статьей

• Facebook

Установка бетона в холодную погоду — Sullivan Engineering LLC

Автор: Joe Czaszynski

Зимние температуры могут задержать или даже остановить проект восстановления каменной кладки. Эти задержки могут увеличить расходы в бюджете, увеличить ожидаемое время завершения и создать неудобства для жильцов или жильцов здания. К счастью, можно принять меры для предотвращения этих задержек.

Низкие температуры вредно воздействуют на бетон и раствор. Если вода в бетоне замерзает во время процесса отверждения, химические вещества в смеси не могут должным образом сцепиться, и целевое значение в фунтах на квадратный дюйм (PSI) не может быть достигнуто. Это приводит к растрескиванию, шелушению и вздутию бетонной поверхности. Видимые трещины различной длины и ширины обычно являются первым признаком неправильного затвердевания бетона. Широкие пролеты бетонной поверхности, ухудшающиеся и отделяющиеся от плиты, известны как растрескивание. Выскакивания вызваны замерзающей влагой внутри бетона, расширяющейся через поверхность. Это состояние проявляется в виде отверстий в бетоне.

Хотя эти проблемы отрицательно влияют на эстетику бетона, более серьезной угрозой является прочность бетона. В зависимости от места укладки бетона и нагрузок, которые он должен выдерживать, бетон должен достигать заданного PSI. Бетон, установленный для опор моста или многоуровневых гаражных плит, должен соответствовать или превышать определенные номинальные нагрузки, чтобы безопасно выдерживать предполагаемые нагрузки. Можно представить возможный катастрофический отказ, который может произойти, если надлежащий PSI не будет достигнут из-за того, что укладка бетона выполняется при отрицательных температурах без применения надлежащих методов отверждения.

Бетонщики должны обращать особое внимание на прогнозируемые погодные условия, особенно на ночные низкие температуры. Несмотря на то, что бетон можно укладывать при дневных температурах 50°F, ночное понижение температуры до 20°F может заморозить влагу внутри только что уложенного бетона, не позволяя ему достичь надлежащей прочности. По данным Американского института бетона (ACI), если наружная температура падает ниже 40°F, необходимо принять защитные меры. ACI также заявляет, что бетон должен достичь давления 500 фунтов на квадратный дюйм, прежде чем его можно будет подвергать воздействию отрицательных температур. В теплую погоду (приблизительно 70°F) бетону может потребоваться до 24 часов, чтобы достичь давления 500 фунтов на квадратный дюйм. Время отверждения для достижения давления 500 фунтов на квадратный дюйм значительно сокращается при более низких температурах.

Защита от низких температур начинается с подготовки места для укладки бетона. Если они находятся непосредственно на уровне земли или ниже него, необходимо сначала удалить иней, снег или лед. Затем область должна быть нагрета до температуры выше 32 ° F перед установкой. Любая стальная арматура или опорные конструкции должны быть подготовлены аналогичным образом. Защита и дополнительное тепло в сочетании с тепловыми одеялами и палатками должны использоваться для сохранения более высоких температур в любых местах укладки бетона.

Также могут быть внесены изменения в состав бетонной смеси. Высокоранний состав смеси позволяет бетону быстрее затвердевать и быстрее достигать минимально необходимого PSI. Для замешивания бетона следует использовать горячую воду. Температура воды может варьироваться от 40°F до 120°F, но не выше 140°F. Другие компоненты, такие как заполнитель и бетонная смесь в мешках, должны храниться при температуре 40°F или выше до смешивания. При отрицательных температурах перемешивание бетона должно происходить в помещении, защищенном дополнительным источником тепла.

На только что уложенный бетон необходимо установить защиту, чтобы предотвратить воздействие низких температур на эти участки. Термоодеяла можно размещать над горизонтальными местами ремонта/установки или закреплять крепежными элементами над вертикальными участками ремонта/установки. Если температура в рабочей зоне с тентом падает до нуля или ниже, требуется дополнительный источник тепла, например, газовый торпедный обогреватель или керосиновый обогреватель. Когда необходим дополнительный ночной источник тепла, требуется пожарная вахта. Это может значительно увеличить стоимость проекта, что должно быть учтено в бюджете строительства. Независимо от используемых вариантов ночной защиты/обогрева, термометры должны быть установлены внутри палаток или под термоодеялами, чтобы можно было регистрировать и документировать низкие температуры в течение периода отверждения. В зависимости от предполагаемого использования бетона и наружных температур во время отверждения, температура выше точки замерзания должна поддерживаться в течение периода от 24 до 72 часов.

Требуемая защита бетона от холода увеличивает стоимость проекта. Кроме того, необходимое выполнение этих дополнительных мер может привести к большей погрешности. Дополнительные расходы, связанные с более прилежным и опытным персоналом, за которым более тщательно наблюдают специалисты по проектированию и консалтингу, следует обсудить с клиентом и сопоставить с общей целью проекта. Хотя большинство проектов закрываются на зиму, чтобы избежать возможных проблем с применением в холодную погоду, остановка работ не всегда возможна. Если меры, описанные выше и определенные ACI, соблюдены, этот тип работы может быть выполнен практически без влияния на результат проекта, кроме финансового. Компания Sullivan Engineering помогла многим клиентам оценить плюсы и минусы выполнения укладки бетона в холодную погоду. Мы также обеспечили надзор за строительством, когда были одобрены установки для холодной погоды, документируя все процедуры, методы и температуры, чтобы гарантировать, что качество выполненных работ соответствует спецификациям проекта.

Недавние посты

• Временное строительное оборудование больше не требует окончательного осмотра

• Бостонских изменений постановления на фасаде

• Как можно использовать настенные системы модуля.

  О Sullivan Engineering, A Rimkus Company

  Компания Sullivan Engineering предлагает высококачественные решения для восстановления ограждающих конструкций и соответствия требованиям.

  Мы сотрудничаем с управляющими объектами и менеджерами по работе с клиентами, чтобы обеспечить техническую экспертизу и управление проектами по восстановлению ограждающих конструкций зданий, обеспечению соответствия требованиям и техническому обслуживанию.

  Наши решения сокращают общие затраты на техническое обслуживание жизненного цикла здания, создавая долговечную и высококачественную работу на долгие годы.

  СВЯЗАННЫЕ ПОСТЫ

  Временное строительное оборудование больше не требует окончательной проверки

  30 января 2023 г.

  Согласно служебному уведомлению Департамента строительства города Нью-Йорка (NYC DOB), выпущенному 26 октября 2022 г., все временные строительные […]

  Подробнее

  Изменения в Постановлении о фасадах Бостона

  25 января 2023 г.

  В 1995 г. город Бостон принял Постановление 9-9.12 Муниципального кодекса Бостона (для простоты именуемое Постановлением о фасадах) [.