Температура схватывания бетона: Бетон — до какой температуры можно заливать

Температурный режим при заливке бетона

Содержание

• Процесс набора прочности бетонных конструкций
• Влияние отрицательной температуры на твердение бетона
• Бетонирование зимой
• Использование присадок
• Бетонирование в условиях сухого жаркого климата
• Заключение

Чтобы готовое изделие из бетона, после заливки, набрало необходимую проектную прочность и прослужило долгие годы, необходимо соблюдать температурный режим во время твердения. Оптимальная температура для твердения бетона +20С, при которой бетон набирает прочность за 28 суток. Но что делать, если вы заливаете фундамент осенью, когда температура воздуха чуть выше нуля? Современные технологии позволяют справиться с этой проблемой. Более того, при соблюдении определённых мер, бетонные работы можно производить даже зимой.

Процесс набора прочности бетонных конструкций

Чтобы ответить на вопрос: «При какой температуре можно заливать бетон?», необходимо понять, что происходит с бетоном во время твердения.

• схватывание
• твердение

При схватывании в реакции участвуют алюминаты (С3А). В результате образуются иглообразные кристаллы, которые связываются между собой. Спустя 6 — 10 часов из этих кристаллов образуется подобие скелета.

С этого момента начинается твердение бетона. Здесь уже вступают в реакцию с водой клинкерные минералы (C3S и C2S) и начинает формироваться силикатная структура. В результате этой реакции образуются мелкие кристаллы, которые объединяются в мелкопористую структуру, что по сути и является бетоном.

Влияние отрицательной температуры на твердение бетона

Скорость течения гидратации сильно зависит от температуры. Снижение температуры с +20С до +5С увеличивает время твердения бетона до 5 раз. Но особенно резко замедляется реакция при дальнейшем снижении до 0С. А при отрицательной температуре гидратация прекращается, т.к. вода замерзает. Как известно, вода при замерзании расширяется. Это приводит к увеличению давления внутри бетонной смеси и разрушению сформировавшихся связей кристаллов. Как следствие происходит разрушение структуры бетона. Также образовавшийся лёд обволакивает крупные элементы заполнителей смеси (щебень, арматуру), разрушая их связи между цементным тестом. Это приводит к ухудшению монолитности конструкции.

При оттаивании воды процесс твердения возобновляется, но уже при деформированной структуре бетона. Что может привести не только к отслоению арматуры и больших элементов заполнителя бетонной смеси, но и к трещинам. Естественно, прочность такой бетонной конструкции будет гораздо меньше расчетной.

Следует заметить, что чем раньше бетон подвергся замораживанию, тем меньше будет его прочность.

Бетонирование зимой

Так как низкая температура значительно снижает скорость твердения, а мороз губительно сказывается на конструкции в целом, значит бетон надо согреть.

При заливке бетона в минусовую температуру используют разные технологии прогрева бетона. Чаще всего применяют способы:

• Термоса
• Электронагрева
• Паропрогрева

Метод термоса

Данный метод используется при массивных конструкциях. Он не требует дополнительного обогрева, но температура укладываемой смеси должна быть более +10С. Суть данного метода состоит в том, чтобы уложенная смесь, остывая, успела набрать критическую прочность. Химическая реакция твердения бетона является экзотермической, т.е. выделяется тепло. Поэтому, бетонная смесь подогревает сама себя. При отсутствии теплопотерь бетон может разогреться до температуры более 70С. Если опалубку и открытые поверхности защитить теплоизолирующим материалом, снизив таким образом теплопотери твердеющего бетона, вода не замерзнет и бетонная конструкция будет набирать прочность.

Для реализации метода термоса не требуется дополнительного оборудования, поэтому он является экономичным и простым.

Электронагрев бетонной смеси

Если в установленные сроки нельзя обеспечить набор критической прочности методом термоса, то прибегают к электронагреву. Разделяют три основных способа:

• прогрев электродами
• индукционный нагрев
• использование электронагревательных приборов

Способ прогрева электродами заключается в следующем, в свежеуложенную смесь вводят электроды и подают на них ток. При протекании электрического тока электроды нагреваются и обогревают бетон.

Расход электроэнергии при данном способе варьируется в пределах 80 – 100 кВт*ч на 1 м3 бетона.

Индукционный прогрев используется редко, в силу сложности реализации. Он основан на принципе бесконтактного нагрева электропроводящих материалов токами высокой частоты. Вокруг стальной арматуры обматывают изолированный провод и пропускают через него ток. В результате появляется индукция и происходит нагрев арматуры.

Расход энергии при индукционном прогреве составляет 120 – 150 кВт*ч на 1 м3 бетона.

Ещё один из способов электронагрева бетона – это применение электронагревательных приборов.

При температуре окружающего воздуха -20С расход электроэнергии, при данном методе, будет составлять 100 — 120 кВт*ч на 1 м3 бетона.

Паропрогрев бетона

Прогрев бетона паром является весьма эффективным и рекомендуется для тонкостенных конструкций. С внутренней стороны опалубки создаются каналы, через которые пропускают пар. Можно сделать двойную опалубку и пропускать пар между её стенками. Так же можно проложить трубы внутри бетона, и пропускать пар по ним. Бетон этим способом нагревают до 50 – 80С. Такая температура и благоприятная влажность ускоряет твердение бетона в несколько раз. Например, за двое суток, при данном методе, бетон набирает такую же прочность как при недельном твердении в нормальных условиях.

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

Использование присадок

Ещё одним способом зимнего бетонирования является использование химических ускорителей твердения и противоморозных добавок. К ним относятся хлористые соли, нитрит натрия, карбонат кальция и др. Эти добавки понижают температуру замерзания воды и ускоряют гидратацию цемента. Их использование позволяет обойтись без прогрева бетона. Некоторые добавки повышают морозостойкость бетона, тем самым гидратация происходит даже при -20С.

Использование присадок обладает рядом недостатков. Их наличие в смеси пагубно сказывается на арматуре, начинается процесс коррозии. Поэтому использовать их можно только в неармированной конструкции. Также, при использовании противоморозных добавок, в зимний период, бетон наберёт прочность не более 30%. При наступлении плюсовой температуры произойдет оттаивание и дальнейший процесс набора прочности. Поэтому в бетоне, работающем при динамических нагрузках (фундамент под вибростанки, молоты и т.

Бетонирование в условиях сухого жаркого климата

Наряду с холодом бетон боится жары. Если температура окружающего воздуха превышает 35С и влажность менее 50%, то это способствует повышенному испарению воды из бетонной смеси. В результате водноцементный баланс нарушается и процесс гидратации замедляется или вовсе прекращается. Поэтому необходимо применять определённые меры по защите смеси от потери влаги. Можно понизить температуру свежеприготовленной смеси, если использовать охлаждённую воду, либо разбавить воду льдом. Этот нехитрый способ позволит избежать значительной потери воды при укладке смеси. Но через некоторое время смесь нагреется, поэтому следует позаботиться о дальнейшей герметичности конструкции. Опалубка должна быть герметичной, чтобы избежать потерь влаги через трещины. Впитывающую поверхность опалубки необходимо обработать специальным составом, ограничивающим сцепку с бетоном и поглощение влаги из него.

Необходимо оградить твердеющий бетон от воздействия прямых солнечных лучей. Для этого поверхность бетона укрывают мешковиной или брезентом. Через каждые 3 — 4 часа необходимо производить смачивание поверхности. Причём период увлажнения может достигать 28 суток, т.е. до полного набора прочности.

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

Заключение

При +20С бетон набирает прочность за 28 суток. Бетонная смесь, без использования методов нагрева или охлаждения, твердеет при температуре от +5С до +35С. Но время набора проектной прочности будет разным. Чем выше температура смеси, тем быстрее она твердеет. Для заливки бетона выходящего за рамки указанной температуры, необходимо использовать определённые методы.

При отрицательных температурах надо прибегать к методам нагрева на протяжении всего срока набора критической прочности. Необходимо чтобы нагрев смеси был равномерным, без больших перепадов температуры в центре и на периферии. Так же необходимо осуществлять постоянный контроль за температурой.

Если же температура выше +35С, то необходимо принимать меры по охлаждению смеси в момент приготовления, транспортировки и укладки. Это делается для предотвращения потери воды и, как следствие, нарушению водноцементного баланса, что негативно сказывается на прочности бетонной конструкции. После укладки необходимо либо увлажнять бетон, либо обеспечить герметичность конструкции.

Твердение (время схватывания) бетона в зависимости от температуры

Заливка бетона в холодное и жаркое время года требует особых навыков и знаний, т.к. работы с цементной смесью осложняются, а период ее высыхания резко уменьшается или возрастает. Изменение скорости твердения бетона в зависимости от температуры обусловлено замедлением процессов гидратации и удержанием большого количества жидкости в толще материала.

Для ускорения застывания и предупреждения дефектов используются специальные строительные приемы, полимерные и противоморозные добавки.

Содержание

• 1 Стадии набора прочности бетонной конструкцией
  • 1.1 Стадия схватывания
  • 1.2 Стадия твердения
• 2 Стандартный срок затвердевания бетона
• 3 Зависимость времени набора прочности от марки бетонной смеси
• 4 Специальные добавки
• 5 Набор прочности бетона в зависимости от температуры
  • 5.1 При высоких температурах
  • 5.2 В прохладное время
  • 5.3 При отрицательной температуре
• 6 Снижение вязкости раствора
• 7 Зависимость уровня набора прочности от показателей температуры материала
• 8 Рекомендации по ускорению процесса

Стадии набора прочности бетонной конструкцией

Схватывание и твердение растворов на основе цемента обусловлено его химическим взаимодействием с водой. Силикаты, алюминаты и алюмоферриты, которые входят в состав портландцемента, обеспечивают повышение прочности на различных стадиях отверждения.

Скорость химических реакций зависит от наличия катализаторов (специальных добавок) и температуры.

Стадия схватывания

В состав цементного порошка входит трехкальциевый алюминат (3СаО*Al2O3), трехкальциевый силикат (алит, 3СаО*SiO2), двухкальциевый силикат (белит, 2CaO*SiO2) и алюмоферрит. Алит, который занимает большую часть массы портландцемента, участвует в обеих стадиях отверждения. При затворении водой и в начале стадии схватывания он выделяет тепло, которое увеличивает скорость реакции.

Однако более активным компонентом цемента на этапе схватывания является трехкальциевый алюминат. В течение 24 часов после смешивания он интенсивно реагирует с водой, формируя первичные связи в бетоне. После окончания схватывания алюминат полностью утрачивает влияние на прочность цемента.

Стадия схватывания проходит в первые часы после заливки опалубки. Скорость начала реакции и длительность процесса зависят от состава смеси и температуры воздуха. При нормальных температурах (+18…+22°С) бетон схватывается через 2,5-3 часа. Из них 1,5-2 часа проходит до начала реакции, а 1 час уходит непосредственно на схватывание.

При снижении температуры начало реакции может отодвинуться на 4-8 часов, а ее продолжительность — увеличиться до 15-20 часов.

В горячей среде схватывание происходит активнее и начинается более быстро. Весь процесс может занять менее 1-2 часов, из которых реакция — 15-20 минут.

Стадия твердения

Стадия формирования бетонного камня начинается по завершении схватывания. Твердение материала происходит за счет удаления свободной воды. Часть жидкости испаряется во внешнюю среду, а другая — связывается с молекулами силикатов и алюминатов, образуя стойкие комплексы. Чтобы не нарушить баланса между связываемой и испаряющейся водой, нужно обеспечить оптимальную влажность и температуру среды.

Основным реагентом на стадии твердения является алит. Белит обеспечивает постепенное упрочнение материала в процессе эксплуатации: за счет его свойств прочность материала через 2-3 года может составлять до 250% прочности после твердения.

Стандартный срок затвердевания бетона

Стандартное время застывания бетона составляет 28-30 дней. Нормальные условия для отверждения — температура +15…+22°С и влажность 60-100%. Длительность отверждения зависит от условий процесса, марки бетона и наличия дополнительных добавок в растворе.

Зависимость времени набора прочности от марки бетонной смеси

Повышение прочности бетона на сжатие коррелирует с увеличением вязкости смеси. Это означает, что с увеличением марки материала время схватывания и твердения сокращается.

Продолжительность реакций для бетона разных марок

Продолжительность набора прочности зависит от состава смеси, влажности, температуры внешней среды и материала.

Марка и назначение раствора определяют и критическую прочность бетонного камня. Это значение, по достижении которого конструкция продолжит твердеть после замерзания без потери эксплуатационных свойств. Данный показатель зависит от марки следующим образом:

• для бетона М100 и М150 он соответствует 50%;
• для М200, М250, М300 и М350 — 40%;
• для М400, М450 и М500 — 30%;
• для нагруженных конструкций (вне зависимости от марки) — 70%.

Если в момент замерзания образец имеет соответствующий уровень прочности на сжатие, то температурные перепады незначительно повлияют на его прочность. При замерзании на ранних стадиях твердения без применения противоморозных добавок прочность готовой конструкции падает не менее чем на 50%. Например, для марки М200 критической точкой прочности является 80 кгс/см² или 8 МПа.

Наиболее часто для фундаментов и нагруженных конструкций используются марки бетона от М300. Снятие опалубки со стандартных конструкций допускается через 4-5 дней при наличии щелей между щитами формы и бетоном. Для перекрытий и лестниц длиной не более 6 м время выдержки продлевается до 14 дней, для длинных лестниц — до 28 дней. Мосты, дамбы и другие ответственные и тяжело нагруженные конструкции выдерживаются в форме до 90 дней.

Специальные добавки

Стремительное или слишком медленное схватывание и твердение смеси снижает прочность бетона. Медленное застывание дополнительно увеличивает расходы на уход за конструкцией. Для коррекции скорости отверждения применяются добавки, которые регулируют кинетику процесса.

Существует два типа добавок, регулирующих процесс твердения раствора:

1. Ускоряющие. Реагенты этого типа сокращают время до начала схватывания на 30-40%, ускоряют затвердевание и улучшают прочностные свойства материала. Они добавляются в смесь при промышленной штамповке бетонных изделий, заливке фундаментов, перекрытий и иных строительных конструкций при пониженных температурах. Наиболее дешевые ускоряющие добавки — это хлористый кальций и поташ (углекислый калий). В перечень востребованных строительных составов для ускорения отверждения входят: Релаксор, Аддимент В3, Форт-УП2, Поззолит-100, Конкрит-Ф и др.
2. Замедляющие. Пластификаторы и замедлители схватывания положительно влияют на удобоукладываемость и подвижность раствора. Они применяются при доставке бетона в передвижных смесителях, задержках в строительстве и заливке конструкций при температуре выше +25…+30°С. Пластифицирующие свойства замедлителей позволяют отказаться от виброуплотнения при укладке бетона с малой подвижностью. Наиболее распространенными замедляющими добавками являются НТФ-кислота, цитрат и глюконат натрия, Линамикс, SikaPlast 520 N, Frem Linas 200 и др.

При заливке в условиях низких температур используются противоморозные реагенты. Они понижают температуру замерзания воды, препятствуя ее фазовым переходам при 0…+4°С.

В зависимости от вида и концентрации добавок они позволяют работать с бетонным раствором при температуре до -15…-25°С. К морозоустойчивым реагентам относятся нитрит натрия, нитрат-нитрит кальция, карбамид и др.

Набор прочности бетона в зависимости от температуры

Температура окружающей среды определяет скорость реакций, которые формируют бетонный камень. Повышенная температура воздуха смещает баланс в сторону испарения жидкости, а пониженная — тормозит процессы гидратации в растворе.

При высоких температурах

В сухом и горячем воздухе испарение воды происходит быстрее, а оставшейся жидкости может не хватить для полноценной гидратации. В результате снижается надежность конструкции, а ее прочность на сжатие в верхних и центральных слоях существенно различается.

Для профилактики неравномерности и быстрого высыхания в бетон добавляются замедляющие добавки, а готовая конструкция смачивается в процессе застывания.

Высокая температура и влажность применяются при производстве стандартных бетонных изделий в автоклавах. Такие условия обеспечивают быстрое схватывание и максимальное твердение конструкций.

В прохладное время

При низких температурах раствор долго схватывается, а затем в течение длительного времени остается хрупким по сравнению с марочной прочностью. Химические реакции происходят до температуры фазовых превращений воды.

При отрицательной температуре

Когда температура среды опускается ниже 0°С, вода замерзает, а гидратация в растворе — прекращается. При прогреве воздуха процесс отверждения возобновляется, но прочность конструкции после перерыва может снизиться.

Набор прочности бетона при различных температурах

В таблице рассмотрен набор прочности материала марок М200 и М300.

Снижение вязкости раствора

Во время схватывания бетонный раствор сохраняет свою пластичность. При движении в стационарной или подвижной бетономешалке смесь проявляет свойство тиксотропии — уменьшения вязкости состава при постоянной динамической нагрузке.

Слишком длительное перемешивание приводит к «перевариванию» бетона и снижению конструктивной прочности готовой конструкции. Чтобы сохранить подвижность раствора и избежать негативных эффектов, в смесь добавляются пластификаторы. Они удлиняют периоды схватывания и застывания.

Снизить вязкость смеси на стадии затвердевания нельзя. Механическое воздействие на застывающий бетонный камень приводит к формированию дефектов и растрескиванию конструкции. До достижения минимально допустимого уровня прочности застывающий бетон следует предохранять от ударов, вибрации и др.

Зависимость уровня набора прочности от показателей температуры материала

Низкая температура ингредиентов отрицательно влияет на эксплуатационные характеристики бетонного камня. Если для смешивания используется холодная вода и наполнитель, то последующий уход за конструкцией не сможет обеспечить марочную прочность.

При температуре менее 10°С рекомендуется подогревать воду, которая применяется для изготовления. Если показатель термометра соответствует -5…0°С или ниже, то необходимо подогревать и мелкий наполнитель (речной песок).

Для сокращения времени схватывания и расходов на подогрев бетона в опалубке компоненты разогреваются до предельно допустимого уровня. Максимальное значение определяется составом и маркой портландцемента. При нагреве выше этой температуры готовая смесь будет реагировать менее интенсивно, что скажется на прочности конструкции.

Предельная температура компонентов бетонного раствора

Рекомендации по ускорению процесса

Соблюсти необходимые условия для заливки не всегда возможно: в жаркую и холодную погоду температура отклоняется от оптимальной не менее чем на 15-20°С, а влажность может составлять ниже 60%.

Чтобы избежать пагубного влияния низкой влажности, высоких и низких температур, бетонщики прибегают к специальным методам ухода. К ним относится обработка горячим влажным паром, применение теплых опалубок, закладка электродов и греющих проводов в тело бетонного изделия и др.

При заливке фундамента строители прибегают к мерам защиты бетона на этапе смешивания, но редко дополнительно подогревают готовую конструкцию. Это обусловлено тем, что основа здания должна пройти этапы усадки и стабилизации грунта. В этом случае возникшие дефекты не скажутся на прочности дома, а будут устранены с помощью дополнительного слоя бетона.

Заливка бетона в теплую погоду

Лето — идеальное время для строительных проектов, поэтому менеджеры и бригады начинают сезон, стремясь максимально продлить световой день и потеплеть.

Учитывая, что угроза осени и зимы не за горами, экипажи хотят сделать как можно больше.

Летом проблем с бетоном действительно меньше, но слишком высокие температуры тоже могут вызывать проблемы.

Если вы собираетесь укладывать бетон при температуре около 90 градусов, вам нужно будет отрегулировать смесь и процесс установки, чтобы приспособиться к теплу.

В этой статье мы расскажем о шагах, которые необходимо предпринять, чтобы приспособиться к заливке бетона в жаркую погоду.

Содержание

• Влияют ли тепло и влажность на бетон?
  
• Бетонные испытания в теплое время года
• Сложность финиша
• Меньше времени установки
• Пониженная сила
• Повышенный риск взлома
• Усадка при высыхании
  • Смочите основание
  • Время наливать
  • Охладите воду
  • Добавки
  • Все руки на палубе
  • Используйте солнцезащитные зонты и ветрозащитные экраны
• Заливка бетона в теплое время года

Влияют ли тепло и влажность на бетон?

Летняя жара может значительно повлиять на время схватывания и прочность готовой бетонной смеси. В зависимости от того, где вы живете, лето также может быть известно своей невыносимой влажностью.

Хотя жара сама по себе может быть не особенно экстремальной, сочетание более высоких температур и влаги в воздухе может создать проблемы для заливки бетона.

Жара и влажность могут повлиять на прочность нового бетона, если не будут приняты особые меры предосторожности.

Проблемы с бетоном в теплое время года

Несмотря на то, что большинство людей наслаждаются теплыми летними месяцами, температура может затруднить заливку бетона в жаркую погоду.

Бетон лучше всего затвердевает в диапазоне от 70° до 80°F, но когда температура приближается к 90°F, вы начинаете сталкиваться с проблемами.

В мире бетона жаркая погода — это больше, чем просто температура.

Дни с низкой относительной влажностью, а также дни с высокой скоростью ветра также относятся к «жаркой погоде» и могут вызвать проблемы с заливкой бетона.

Сложность финишной обработки

Бетон схватывается намного быстрее в жаркие дни, что затрудняет выравнивание и гладкую отделку до схватывания.

Готовая плита, скорее всего, будет иметь деформацию и неровности поверхности летом, если не будут приняты меры предосторожности.

Меньше времени схватывания

Свежезалитые, текучие бетонные смеси можно формовать с помощью удобно расположенных компенсационных швов.

Эти соединения помогают предотвратить случайное растрескивание по мере затвердевания и усадки материала.

В жаркую погоду смесь схватывается намного быстрее, поэтому времени на правильное размещение этих швов будет гораздо меньше.

Время имеет решающее значение.

Пониженная прочность

Ваша плита затвердевает в процессе гидратации, когда вода впитывается и образуются кристаллы.

Более холодный бетон требует больше времени для гидратации и имеет больше времени для формирования и укрепления этих кристаллов.

При более высокой температуре этот процесс ускоряется, и у смеси меньше времени для гидратации, образования кристаллов и достижения высокой прочности на сжатие.

В связи с этим необходимо принять меры для предотвращения снижения прочности и долговечности бетона в жаркую погоду.

Повышенный риск образования трещин

Жаркая погода, ветер и сухая погода приводят к повышенному испарению.

Эти факторы окружающей среды представляют реальную угрозу для верхнего слоя бетонной плиты.

По мере вымывания воды из поверхностного слоя в результате испарения смесь может стать слишком сухой и более восприимчивой к растрескиванию поверхности.

Усадка при высыхании

Даже в идеальных условиях объем влажной плиты будет отличаться от объема сухой плиты.

Это изменение объема еще более существенно при заливке бетона в жаркую погоду.

Повышенное испарение из-за более высокой температуры является основной причиной усадки плиты.

Искушение добавить в смесь больше воды также может вызвать усадку. Чем влажнее смесь, тем выше изменение громкости при настройке.

Советы по бетонированию в жаркую погоду

Не беспокойтесь; по-прежнему можно заливать бетон в теплое время года без каких-либо проблем или потери качества.

Вот несколько советов, которые помогут вам успешно выполнять бетонные работы в теплое время года.

Совет № 1. Смочите основание

Во время заливки вода немедленно выщелачивается из бетона и попадает в поверхность, на которую вы заливаете.

Если вы слегка увлажните поверхность перед заливкой, вы сможете сохранить влажность смеси во время процесса гидратации.

Совет № 2. Рассчитывайте время заливки

В жарких условиях вы должны планировать заливку в самое прохладное время дня.

Этот временной интервал часто приходится на утренние часы.

Если ваш бетон замешивается за пределами площадки, а затем доставляется, постарайтесь не планировать доставку во время пиковой жары.

Совет № 3. Охладите воду

Охлажденная вода может снизить температуру бетона на 10 °F. 

Добавление горячей воды к горячему бетону не поможет.

Имея под рукой промышленный чиллер для охлаждения воды перед смешиванием, вы получите значительное преимущество перед матерью-природой.

После добавления воды в смесь уменьшите время перемешивания. Чрезмерное перемешивание приведет к увеличению потерь воды за счет испарения.

Совет № 4: Добавки

Добавки — это добавки к бетону, которые изменяют физические свойства готовой плиты.

В зависимости от используемой добавки они могут повысить прочность бетона, обеспечить защиту от коррозии и замедлить время схватывания.

Некоторые особенности, на которые следует обращать внимание в примесях, включают:

• Замедление схватывания
• Воздухововлекающая система
• Стабилизаторы гидратации
• Водяные редукторы 

Совет № 5: все руки на палубе

Спланируйте свои бригады так, чтобы у вас было как можно больше рук при заливке в жаркую погоду.

Из-за более быстрого времени схватывания вам потребуется как можно больше рабочей силы для размещения опалубки, подготовки основания, выравнивания, установки контрольных швов и выравнивания, пока ваша смесь еще пригодна к работе.

Совет № 6. Используйте солнцезащитные зонты и ветрозащитные экраны

Внимательно следите за солнечными лучами и прогнозами ветра, чтобы защитить бетон от непогоды.

Размещение солнцезащитных и ветрозащитных экранов может значительно снизить угрозу испарения и дать вашей плите больше времени для увлажнения.

Заливка бетона в теплое время года

Несмотря на некоторые трудности, заливка бетона в теплое время года все же возможна.

И часто это лучше, чем обливать в холодные месяцы.

Использование приведенных выше советов должно гарантировать, что ваша бетонная работа пройдет гладко.

Компания STEVENS обладает знаниями и опытом, чтобы гарантировать, что ваши конкретные проекты будут выполнены правильно с первого раза.

Нажмите кнопку ниже, чтобы начать работу над вашим конкретным проектом.

Ознакомьтесь с другими нашими статьями:

Какие типы оборудования используются в гражданском строительстве?

Новые тенденции в строительной отрасли

Как технологии повышают производительность в строительной отрасли

Советы. Укладка бетона в холодную погоду

1 декабря 2021 г.

Ричард Хаббард III, LSSGB

Master Builders Solutions (MBS)

©raisondtre – stock.adobe.com

Холодная погода быстро приближается, но вы, как подрядчик, можете выполнять обязательства по проекту независимо от погоды. На самом деле, вы можете заказывать, укладывать и выдерживать бетон в холодную погоду — окружающую среду, которая может оказать неблагоприятное влияние на время схватывания, нарастание прочности и общую долговечность бетона — если не соблюдать меры предосторожности.

Знаете ли вы, что нужно сделать, чтобы бетон, помещенный в эту среду, приобрел необходимую прочность и долговечность? Правильный выбор и использование добавок к бетону наряду с другими этапами может стать эффективным средством защиты качества и долговечности бетона. Следуйте этим советам для успешного проекта в холодную погоду.

Прежде чем мы продолжим, давайте поговорим о том, что представляет собой «холодная погода». Согласно Комитету 306 Американского института бетона (ACI), холодная погода определяется «как период, когда в течение более трех дней подряд среднесуточная температура воздуха составляет менее 40º F (5º C) , а температура воздуха не превышает 50º. F (10º C) в течение более половины любого 24-часового периода». Среднесуточная температура воздуха – это среднее значение самых высоких и самых низких температур, приходящихся на период с полуночи до полуночи.

Таблица 1. Время схватывания бетона при различных температурах. Источник: Concrete Construction, март 1990 г.

Рисунок 1. Влияние низкой температуры на прочность бетона на сжатие. «Время схватывания бетона увеличивается примерно на одну треть при снижении температуры на каждые 10º F (5º C). Низкие температуры замедляют процесс гидратации и значительно замедляют время схватывания бетона, что приводит к снижению прочности на сжатие в раннем возрасте, но к повышению прочности в более позднем возрасте (см. рис. 1).

Низкие температуры могут оказывать благотворное влияние на свойства затвердевшего бетона, как признано комитетом ACI 306 и в ACI 306R, «Бетонирование в холодную погоду», «следует использовать возможности, предоставляемые холодной погодой, для укладки низкотемпературного бетона. Бетон, уложенный при низких температурах [40-55º F (5-13º C)], защищен от замерзания и подвергается длительному твердению, приобретает более высокий предел прочности и большую долговечность. Он менее подвержен термическому растрескиванию, чем сопоставимый бетон при более высоких температурах».

Чего не следует делать

При отрицательных погодных условиях время схватывания, нарастание прочности и долговечность бетона, который не защищен должным образом, серьезно ухудшаются. Чтобы избежать этого последствия, ниже приведены примеры что не следует делать :

• Бетон не должен иметь соотношение воды и цементных материалов, превышающее пределы, рекомендованные в Таблице 2 ACI 201.2R, Руководство по прочному бетону
• Бетон не должен подвергаться циклам замораживания и оттаивания в насыщенном состоянии или в процессе эксплуатации должен быть должным образом воздухововлекаемым

Дополнительно:

• Бетон в пластичном состоянии замерзнет, ​​когда температура смеси упадет ниже 29º F (-2º C) и оставляют в покое на время, достаточное для образования льда. После образования льда нормальная гидратация не происходит, и время схватывания бетона серьезно сокращается
• Бетон, замерзший в течение первых 24 часов, может потерять до 50 % прочности на сжатие через 28 дней
• Бетон, который защищен от замерзания до тех пор, пока он не достигнет прочности на сжатие не менее 500 фунтов на кв. дюйм (3,5 МПа), не будет поврежден при воздействии одного цикла замораживания
• Бетон не должен замерзать и оттаивать в насыщенном состоянии прежде чем развить прочность на сжатие 3500 фунтов на квадратный дюйм (24 МПа).

Весь бетон должен быть защищен от замерзания до тех пор, пока он не достигнет минимальной прочности 500 фунтов на квадратный дюйм, что обычно происходит в течение первых 24 часов. Если бетон замерзает, пока он еще свежий или до того, как он приобрел достаточную прочность, чтобы сопротивляться силам расширения, связанным с замерзающей водой, образование льда приводит к разрушению матрицы цементного теста, вызывая непоправимую потерю прочности. Раннее замораживание может привести к снижению предела прочности до 50%.

Как только бетон достигает прочности на сжатие около 500 фунтов на квадратный дюйм, обычно считается, что он имеет достаточную прочность, чтобы сопротивляться значительному расширению и повреждению при замерзании.

Что нужно сделать для обеспечения эксплуатационных характеристик

Существуют установленные методы бетонирования в холодную погоду, обеспечивающие удовлетворительные эксплуатационные характеристики бетона. Целями этих методов являются:

• Поддержание условий отверждения, способствующих нормальному развитию прочности
• Обеспечение необходимой прочности бетона для безопасного снятия опалубки
• Предотвращение повреждения бетона из-за замерзания в раннем возрасте
• Ограничение быстрых изменений температуры бетона для противостояния индуцированным термическим напряжениям
• Обеспечение защиты с предполагаемой пригодностью конструкции к эксплуатации

В затвердевшем бетоне холодная погода может повысить вероятность дифференциального термического растрескивания (высокая температура бетона/низкая температура окружающей среды) и проницаемости. Как правило, для декоративного бетона можно применять методы работы с холодным бетоном, применяемые для обычного бетона, за исключением использования ускоряющих добавок в бетонной смеси. Никогда не следует использовать хлоридсодержащую добавку в декоративной бетонной смеси, а использование бесхлористого ускорителя должно быть постоянным для всех нагрузок в укладке, чтобы гарантировать отсутствие изменения цвета. Время отделки является ключевым, вы не хотите заканчивать разные места размещения в разное время, что может привести к изменению цвета. Как упоминалось ранее, даже при использовании декоративного бетона не допускайте его замерзания до того, как он достигнет окончательного схватывания.

Помните, что скорость схватывания зависит от температуры бетона. Бетон обычно «схватывается» через шесть часов при температуре 70º F (21º C) без добавления в смесь добавок, регулирующих схватывание. При более низких температурах скорость набора замедляется, теряя 33% времени набора на каждые 10 градусов снижения температуры окружающей среды. При температуре ниже 70º F (21º C) время схватывания увеличивается. В конечном счете, бетон, который не защищен или не отвержден должным образом, может потерять до 50% прочности.

Что влияет на температуру бетона при замесе?

Хотя производители товарного бетона вызывают большую озабоченность, подрядчики также должны понимать, что влияет на начальную температуру бетона и какие меры, если таковые имеются, можно предпринять для выполнения требований спецификации проекта.

Температура бетона во время смешивания зависит от температуры, удельной теплоемкости и количества ингредиентов. Приблизительную температуру бетона можно рассчитать по следующему уравнению:

_{T = [0.22 (T s M s  + T a M a  + T c M c ) + T w M w + T s M ws  + T a M wa ]}

          [0.22 (M _s + М _и + М _c ) + M _w + M _ws + M _wa ]

where:

T = final temperature of the concrete mixture

T _c , T _s , T _a и T _w = температура цемента, мелкого заполнителя, крупного заполнителя и воды соответственно. = масса цемента, насыщенного сухого на поверхности мелкого заполнителя, насыщенного сухого на поверхности крупного заполнителя, воды затворения, свободной воды на мелком заполнителе и свободной воды на крупном заполнителе соответственно.

Температура бетона может быть увеличена на 1º F (0,5º C) за счет увеличения:

• Температура цемента на 8º F (4º C)
• Температура воды на 4º F (2º C)
• Температура заполнителя на 2º F (1º C)

Из всех материалов для производства бетона воду легче и практичнее нагревать. Масса заполнителей и цемента в бетонной смеси намного больше массы воды. Однако вода может хранить в пять раз больше тепла, чем твердые тела той же массы.

Таблица 2. Рекомендуемая температура бетона. Для более холодных погодных условий предусмотрен больший запас по температуре между бетоном в замешанном виде и требуемой минимальной температурой свежего бетона на месте. Для строки 1 максимальная температура размещения равна минимальной температуре в таблице плюс 20 градусов по Фаренгейту (11 градусов по Цельсию). Для строк 2-4 максимальная температура равна минимальной температуре, указанной в таблице, плюс 15 градусов F (9 градусов C). Источник: ACI PRC-306, «Руководство по бетонированию в холодную погоду»

температура. В холодную погоду температуру бетоносмеси следует контролировать таким образом, чтобы при укладке бетона его температура не была ниже значений, указанных в таблице 2 для бетона нормальной массы. Температура бетона в момент укладки всегда должна быть около минимальных температур. Температура размещения не должна превышать эти минимальные значения более чем на 20º F (11 º C)

Высокие температуры бетона не обеспечивают значительно более длительного времени защиты от замерзания, поскольку потеря тепла происходит быстрее, когда температура бетона выше температуры окружающей среды. Высокие температуры бетона требуют большего количества воды для смешивания для достижения заданной осадки, увеличивают скорость потери осадки и термическую усадку, а также вероятность растрескивания при пластической усадке из-за большей потери влаги за счет испарения.

Выберите правильный бетонный материал

Использование быстросхватывающихся цементов может увеличить скорость твердения бетона в холодную погоду. Повышение температуры на 10-15º F (5-8º C) на 100 фунтов (45 кг) цемента происходит из-за гидратации цемента. Повышение температуры от гидратации цемента прямо пропорционально содержанию цемента в бетоне.

Цемент типа III (с высокой ранней прочностью) можно использовать для достижения более быстрого времени схватывания и более высокой ранней прочности. Основные преимущества цемента типа III проявляются в течение первых семи дней.

Летучая зола и другие пуццоланы и шлаковый цемент используются в качестве частичной замены портландцемента. Эти материалы можно использовать в сочетании с ускоряющими добавками для получения желаемых характеристик бетона при бетонировании в холодную погоду.

Требования к хорошим результатам укладки и отверждения бетона в холодную погоду такие же, как и в другие сезоны. Бетон следует укладывать там, где он должен оставаться, и неглубокими слоями, чтобы обеспечить достаточную вибрацию, а также использовать ветрозащитные полосы, выдерживать и защищать свежеуложенный бетон от потери влаги и замерзания.

Используйте подходящие добавки для бетона

Некоторые химические добавки полезны для бетона, укладываемого в холодную погоду. К преимуществам использования этих химических добавок в бетоне относятся:

• Снижение потребности в воде
• Улучшение удобоукладываемости при укладке
• Более высокая скорость схватывания (см. рис. 3)
• Повышение прочности на сжатие на раннем этапе
• Более раннее снятие опалубки и повторное использование опалубки

Рисунок 3. Влияние температуры бетона и ускоряющей добавки на время схватывания. Источник: Master Builders SolutionsУскоряющие добавки усиливают реакцию гидратации, увеличивая скорость схватывания бетонной смеси. При ускорении начальной скорости схватывания бетонная смесь не остается пластичной и удобоукладываемой в течение длительного периода времени, что делает бетонную смесь менее склонной к замерзанию в холодных условиях и ускоряет набор прочности. Ускоряющие добавки следует использовать в сочетании с установленными передовыми методами бетонирования для обеспечения качества бетона в холодную погоду.

Даже в холодную погоду подрядчики должны заказывать и использовать преимущества синтетических микроволокон в правильно подобранной бетонной смеси, чтобы уменьшить или ограничить образование пластических усадочных трещин.

Когда дело доходит до выбора продукта, вам следует искать компанию, которая имеет не только высококачественные продукты, но и технические знания, чтобы помочь всей строительной бригаде в проектировании, производстве, доставке, укладке и твердении качественного бетона в холодная погода.

Используя Master Builders Solutions в качестве примера, продукты-ускорители, которые обеспечивают преимущества в холодную погоду, включают те, которые соответствуют ASTM C 494/C 494M и AASHTO M194, Стандартным спецификациям для химических добавок для бетона, Тип C, ускоритель и Тип E, водоредуцирующие и ускорительные, а также требования к присадкам типа С и типа Е в инженерном корпусе CRD-87. Кроме того, доступна добавка типа E, которую можно использовать для укладки правильно подобранной бетонной смеси при температуре окружающей среды до 20º F (-7 º C) в сочетании с передовыми методами бетонирования, снижающими вероятность образования бетона. застывает в пластическом состоянии.

Следуйте надлежащим методам отверждения

Как вы знаете, отверждение бетона имеет решающее значение для получения желаемых долгосрочных свойств. Отверждение – это поддержание удовлетворительного содержания влаги и температуры в бетоне на ранних стадиях, чтобы могли развиться желаемые свойства (см. рис. 4). Минимальный рекомендуемый период отверждения составляет семь дней. Неадекватное отверждение может привести к растрескиванию при пластической усадке и ухудшению набора прочности и долговечности.

Свежеуложенный бетон в холодную погоду должен быть защищен от высыхания, чтобы могла произойти адекватная гидратация. Обычно необходимо принимать меры для предотвращения испарения влаги из бетона.

Методы отверждения бетона в холодную погоду включают:

• Использование непроницаемой бумаги и пластиковых листов
• Использование мембранообразующих отвердителей (для отвердителей на водной основе следуйте инструкциям производителя)
• Отверждение водой /заливка не рекомендуется в морозную погоду

Рисунок 4. Влияние отверждения на прочность бетона на сжатие.Источник: ACI PRC-306, «Руководство по бетонированию в холодную погоду». бетона можно получить в холодную погоду, придерживаясь следующих рекомендуемых методов:

• Заранее планируйте укладку бетона в холодную погоду
• Используйте теплые ингредиенты бетона и ускоряющие добавки
• Избегайте укладки бетона на промерзшее основание
• Предотвращайте замерзание бетона
• Ограничьте быстрые изменения температуры бетона важно убедиться, что вы соблюдаете надлежащие процедуры бетона при смешивании, укладке и отверждении бетона. Более низкие температуры могут оказать неблагоприятное воздействие на добавки к бетону и его свойства, влияющие на его качество, если не будут приняты надлежащие меры предосторожности. Тем не менее, следуя этим советам, можно добиться успешного бетона для холодной погоды в вашем следующем проекте для холодной погоды.

  Поговорите со своим поставщиком бетона

  Доступны различные химические добавки, поэтому обязательно соблюдайте спецификации проекта или обсудите это с местным производителем или поставщиком добавок. У них будет предыдущий опыт работы с конкретной комбинацией добавок и добавок, и они могут помочь вам разработать пробные смеси, которые лучше всего удовлетворят ваши потребности.

  Холодная погода может вызвать ряд проблем со свежим, затвердевшим и декоративным бетоном. Тем не менее, благодаря использованию нагретых компонентов бетона, защите материалов и оборудования от холода, правильному планированию и, особенно, использованию соответствующих химических добавок, вы можете добиться прочности и долговечности вашего бетона, необходимых этой зимой.

  Об авторе

  Ричард Хаббард III, LSSGB, старший технический специалист Master Builders Solutions. Он имеет 45-летний опыт работы в отрасли, специализируясь на добавках в бетон.

  Холодный бетон: планирование, заливка, защита и укладка

  Почему мое лезвие затупляется при резке бетона на холоде?

  Советы по заливке бетона в холодную погоду

  15 проверенных способов заливки бетонных плит в холодную погоду

  Как взбить железобетон при бурении с битами Diablo Mammer

  Изменение лица

  Hamm Technology является ключевым

  Как получить наилучшие результаты от Concrete Core -Corting

  33333333393339333

  . Система управления -Belt 220 X4S дает операторам лучшее из обоих миров

  Оригинальная новая система управления на Link-Belt 220 X4S сочетает в себе ощущение управления пилотом с настройкой E/H.

  Петрография: что она может и чего не может делать

  Этот ценный метод тестирования бетона поможет определить, повлияют ли проблемы на характеристики бетона или это поверхностно.

  Как получить наилучшие результаты при испытаниях бетонного стержня

  Понимание факторов, влияющих на результаты испытаний керна, поможет вам точно определить прочность бетона на месте.

  HAMM Technology is Key

  Хотите получить максимальную отдачу от своих катков? В катках HAMM используются инновационные машинные технологии и цифровые решения, которые помогут вам конкурировать.

  Получите консольную ступень за один шаг — консольную ступень Stepliner

  Дробильные установки Wirtgen Kleemann оснащены беспроводным соединением линии

  Благодаря технологии беспроводного соединения линии отпадает необходимость в сложной прокладке кабелей. Эта функция также помогает предотвратить ситуации перегрузки и повреждения.

  Компания Concrete Construction уделяет особое внимание устойчивому развитию

  Усилия продолжаются по мере того, как цементная и бетонная промышленность продвигается вперед по дорожной карте к Net-Zero.

  Как выбрать правильную антенну для работы с георадаром

  При оценке того, какую антенну выбрать для работы, важно учитывать поверхностный покров и присутствующую почву, а также глубину, которую вы хотите сканировать.

  Что делать с доминирующими стыками в полах

  Редкий случай, когда все правильные действия могут усугубить проблему.

  Как отбивать армированный бетон при сверлении с помощью перфораторов Diablo

  Производительность снижается при ударе по арматуре при сверлении. С перфораторами Rebar Demon вы можете сверлить до 7 раз дольше в армированном бетоне и оставаться эффективным!

  Komatsu представляет дробилку MVT-II 600 с ребрендингом на выставке CONEXPO

  Для сокращения отходов в карьере и в процессе производства цемента дробилка Komatsu MVT-II 600 использует технологию согласованной скорости (MVT) для получения меньшего количества мелких частиц в продукте и минимизации образования отходов. .

  Вы не можете сделать все в одиночку: история Miller & Long

  Бетонная строительная компания Miller & Long отмечает 75-летие в бетонной промышленности. Вы обнаружите, что командная работа лежит в основе их долгой истории успеха.

  Вопросы и ответы с президентом Американского общества подрядчиков по бетону в 2023 году

  Результаты выборов в совет и комитеты Американского общества подрядчиков по бетону в этом году, а также наше интервью с недавно избранным президентом ASCC Крисом Клемаске.

  Знак заполнителя Чарли Лак получил признание на конференции NSSGA 2023

  Презентация на съезде Национальной ассоциации по камню, песку и гравию в 2023 году. Чарли Лак, президент и главный исполнительный директор компании Luck Companies, был награжден премией Барри К. Вендта за заслуги перед мемориалом 2023 года и премией Пола ROCKPAC. Премия Меллотта-младшего за выдающиеся достижения в политике

  Убедиться, что подрядчики по бетонным работам являются самыми безопасными в строительстве

  Совместно с Советом по безопасности и управлению рисками Фонд образования, исследований и развития Американского общества подрядчиков по бетонным работам запустил веб-сайт HarthatstoHelmets для борьбы с черепно-мозговыми травмами и смертельным исходом у подрядчиков по бетонным работам.