Температура замерзания бетона: Бетон — до какой температуры можно заливать

Температура замерзания бетона: прибор, градусник для измерения

Нередко бетонные работы приходится вести в зимнее время, а температурный режим для этого процесса очень важен, и многие частные застройщики задаются вопросом – возможно ли это? При понижении температуры ниже отметки 3 – 4 градусов работы с бетонными смесями следует прекращать или принимать соответствующие случаю меры. А какие эти меры, и насколько они эффективны, вы узнаете из нашей статьи.

Холод и зима – не помеха для цементирования фундамента

Меры по защите бетона от промерзания

К таким вспомогательным мероприятиям по защите бетона в холодное время относятся:

• Укрывание с утеплением специальными защитными материалами.
• Тепловая обработка при помощи тепловых пушек, либо использование специального электрооборудования.

К сведению! В состав бетонных смесей для работы при низких температурах обязательно вводятся специальные антиморозные добавки — «незамерзайки», влияющие на то, при какой температуре замерзает бетон и ускорители отвердевания.

Самый дешевый укрывочный материал – полиэтиленовая пленка, которая также в будущем пригодится в хозяйстве

Добавки вводятся в смесь в процессе ее приготовления.

Количеством добавок можно варьировать ожидаемый эффект:

• Содержание 1–2% от доли цемента дает ускорение отвердения бетона.
• Соответственно 3–5% обеспечивается температура замерзания бетонной смеси увеличенная на 5–10°С.
• Доля в 10–15% от веса цемента гарантирует полное исключение замерзания раствора, однако увеличит срок набора прочности до 40–90 дней.

Очень популярны в строительстве в качестве добавок:

• Хлористый кальций.
• Хлористый натрий.
• Поташ — углекислый калий.
• Нитрит натрия.

Примечание! Цена бетонной смеси с подобными добавками возрастает незначительно, но, как вы могли заметить, даже эти небольшие наценки стоят использования защитных средств.

Кроме того, в холодную пору года лучше использовать для приготовления смеси цементы, дающие при гидратации высокое тепловыделение. К таким относятся глиноземистые вяжущие, которые при надлежащем укрытии позволят продолжать бетонирование даже при очень низких температурах наружного воздуха.

Оптимальное время заготовления смеси, это осень-весна

Контроль над состоянием бетона

Так как процесс отвердевания и набора проектной прочности цементной смеси довольно продолжительный (в нормальных условиях 28 суток) за ним необходимо наблюдать и корректировать условия. Для контроля используется специальный прибор для измерения температуры бетона – обязательный инструмент строителя в зимнее время.

Приготовление и транспортировка бетона

Инструкция ведения бетонных работ при низких температурах рекомендует начинать слежение за состоянием смеси начиная с момента ее приготовления:

1. Затворение смеси выполняется подогретой водой.

Чтобы избежать заваривания раствора, введение ингредиентов происходит в следующем порядке:

• Сначала вода и крупные минеральные заполнители.
• После залива половины требуемого количества жидкости выполняют несколько оборотов смесителя — бетономешалки.
• Теперь можно вводить цемент с песком.
• Окончательное перемешивание выполняется дольше, чем в летнее время.

Совет! Сократить количество оборотов бетономешалки можно при добавлении более горячей воды или оттаявшего и прогретого щебня, гравия.

Применение разных марок цемента требует разного нагревания воды и обеспечивает при этом примерно одинаковую температуру бетонной смеси на выходе из миксера:

Полезная таблица, как для начинающих, так и для опытных строителей

2. Шлакопортландцементы, портландцементы и пуццолановые портландцементы марок ниже 600 при температуре воды 80 градусов — выход смеси 35 градусов.
3. Быстротвердеющие портландцементы и портландцементы М500 и более, соответственно – вода – 60 градусов, смесь -30 градусов.
4. Глинозёмистые цементы — вода около 40, смесь — 25 градусов.

Важно! При транспортировке смеси основное охлаждение бетона происходит не при движении машины, а при перезагрузках смесителя. Поэтому рекомендуются прямые поставки к месту укладки бетона без задержек на этапах загрузки-выгрузки и без простоев в пути. Приветствуется также утепление и обогрев тары, в которой перевозится строительный раствор.

Укладка бетонной смеси

Проведение заливки раствора в зимнее время также имеет несколько особенностей, достойных внимания:

Заливать раствор в опалубку не следует во время снегопадов и обильных дождей

1. Основания под укладку подогретой бетонной смеси должны быть подготовлены для повышения сцепления:

• Очищены от снега, грязи, наледи.
• Прогреты до плюсовой температуры на глубину не меньше 250-300 мм.

2. Применяя градусник для измерения температуры бетона, дежурный лаборант сразу приступает к осуществлению контроля над процессом укладки.

Его работа, это отслеживание соответствия температуры выдерживания в опалубке или обогрева (при необходимости):

• Расчетной норме — для выдерживания методом термоса.
• Температуре замерзания бетона плюс 5 градусов — для смесей, содержащих противоморозные добавки.
• Не ниже ноля градусов в самых остывших местах перед началом электропрогрева бетона.
• Плюс 2 градуса в случае других методов обогрева смеси.

Вот такие моменты можно обнаружить при наступлении теплого времени суток – осыпающийся промерзший цемент (на фото)

Измерение температуры залитого цемента выполняют через скважины в его теле, защищенные теплоизолирующими пробками. Скважины устраиваются в проблемных местах и строго нумеруются, для схематического отображения на чертеже измерений.

Допустимо погружение в скважины колб из металла заполненных частично маслом. Для выполнения измерений в них опускают термометр на 3-7 мин., изолируя при этом от внешнего воздуха.

• Излишних потерь тепла можно избежать путем укладки смеси послойно на небольших участках и продвигаясь дальше укрывать залитую захватку заготовленными матами или щитами.
• Бетонные работы в морозы ведутся круглосуточно до завершения заливки конструкции.
• Открытая часть поверхности должна быть немедленно утеплена сразу по окончании бетонирования.

Важно! Если в силу каких-то причин произошло замерзание смеси в рабочем шве, этот участок следует отогреть и удалить замерзший элемент. И только после тщательной обработки этого участка по рекомендациям СНиП продолжить бетонирование.

Избежать всех сложностей работы с бетоном в морозы на строительстве дома своими руками можно дождавшись более благоприятной погоды. С учетом того, что раствор придется оставить в покое практически на месяц до продолжения возведения ограждающих конструкций на залитом фундаменте нужно подгадать лучший период — не холодный, но и не слишком жаркий.

Идеальное хранение свежезалитого раствора

Вывод

К сожалению, не у всех есть возможность ждать теплого времени, поэтому приходится производить все бетонные работы при минусовых температурах. Вышеизложенная информация поможет вам учесть все подводные камни этого процесса, облегчить себе работу и сэкономить в будущем на ремонте элементов, отвечающих за прочность строения.

В представленном видео в этой статье вы найдете дополнительную информацию по данной теме.

Добавить в избранное Версия для печати

Поделитесь:

Статьи по теме

Все материалы по теме

Бетон и морозы. Зимний бетон

БОИТСЯ ЛИ БЕТОН МОРОЗА?

Да, свежеуложенному бетону мороз опасен. И, прежде всего из-за влияния низких температур на процессы схватывания и твердения цементов. Бетон очень чувствителен к холоду. Это сказывается прежде всего на времени схватывания и скорости твердения. Так, например, при снижении температуры с 20 до 5? С схватывание бетона замедляется в 2 – 5 раз. Но особенно резко проявляется это замедление при дальнейшем снижении температуры – до 0? С. Однако если восстановить нормальную температуру выдерживания, то твердение вновь принимает обычные темпы. А если температура бетона опустится до 0? С? Твердение прекращается полностью. Это объясняется тем, что при замерзании бетона содержащаяся в нем свободная вода замерзает, а образование цементного камня замедляется. Следовательно, прекращается и твердение бетона. Замерзая в бетоне, вода увеличивается в объеме на 9%.

В результате этого в порах бетона развивается большое давление, которое вызывает разрушение структуры еще не затвердевшего бетона. Скопившаяся на поверхности зерен крупного заполнителя вода при замерзании образует тонкую ледяную пленку, которая отделяет поверхность заполнителя от соприкосновения с цементным тестом. В результате ухудшается монолитность бетона. Если заморозить бетон в раннем возрасте, то лед разрушит многие кристаллики цементного клея. Если затворение бетона было проведено до замораживания, а твердение бетона еще не началось, то оно не начнется и после замерзания. Но если твердение началось, то оно приостанавливается, пока свободная вода в бетоне будет оставаться в виде льда. При оттаивании бетона замерзшая свободная вода превращается в жидкость, и твердение бетона возобновляется. В нем происходят те же процессы, что и до замерзания, но уже при изменившейся структуре. Эти изменения в структуре бетона уменьшают его прочность и сцепление бетона с арматурой. Конечная прочность бетона будет тем ниже, чем раньше бетон подвергся замораживанию.

Наиболее опасное замерзание бетона в период схватывания цемента. Для бетона также вредно и многократное замерзание и оттаивание его в начальный период твердения (оттепели и заморозки).

ВОЗМОЖНО ЛИ ЗИМНЕЕ БЕТОНИРОВАНИЕ?

Да, и это доказывают работы российских ученых С. А. Миронова В. П. Сизова и И. Г. Совалова, разработавших и внедривших в практику теорию и способы зимнего бетонирования.

Речь идет о создании нормальных условий твердения бетона зимой. Это значит, что в течении срока, который определяется достижением заданной прочности бетона, нужно поддерживать необходимую температуру и влажность, используя для этого внутреннее тепло бетона или дополнительно обогревать твердеющий бетон.

Как всегда, все начинается с бетонной смеси, приготовление которой в зимних условиях является очень ответственной операцией. В первую очередь нужно тщательно проверить качество и состояние сырьевых материалов. Так, например, песок, щебень и гравий не должны быть загрязнены и смешаны со снегом и льдом. Поэтому их складируют на сухих возвышенных местах, под навесами или в закрытых помещениях. Конечно, нельзя допускать, чтобы при хранении цемента в него попадал снег.

Готовить бетонную смесь надо в обогреваемых помещениях. Внутренний запас тепла в бетонной смеси создают, подогревая ее составляющие. Нагрев заполнителей может быть одноступенчатым, когда одновременно материалы оттаивают и подогревают, и двухступенчатым, когда на одних установках заполнители предварительно оттаивают, а на других – подогревают до расчетной температуры (40? С). Одновременно в резервуарах паром нагревают воду до заданной температуры – от 30 до 80? С. Цемент и тонкомолотые добавки подогревать запрещается. Что касается арматуры, то она должна быть очищена от снега и льда и разогрета горячей водой или паром. Температура составляющих бетонной смеси в момент загрузки в бетономешалку должна быть такой, чтобы обеспечить заданную температуру бетонной смеси при выходе из бетономешалки и укладки в форму – не менее 5? С.

Итак, бетонная смесь готова. Но ее нужно транспортировать до места укладки с минимальными теплопотерями. Потери тепла при самой перевозке бетонной смеси меньше, чем при перегрузочных операциях. Поэтому в зимнее время ее доставляют на место укладки без перегрузки. При этом надо следить, чтобы транспортная тара была утеплена и обогревалась. Если бетонная смесь транспортируется в кузове автосамосвала, то кузов укрывают брезентом или обогревают отработанными газами. Это позволяет создать над бетонной смесью тепловую завесу. При транспортировании бетонной смеси в бадьях и бункерах их накрывают деревянными утепленными крышками; снаружи утепляют войлоком и затем обшивают фанерой. При насосном транспорте бетона утепляют как помещения, где установлены бетононасосы, так и бетоноотводы.

БЕТОН УКЛАДЫВАЮТ НА МЕСТО

На месте бетонную смесь укладывают в опалубку из деревянных и металлических щитов, в соответствующую форме будущей конструкции. В опалубку устанавливают стальной каркас – арматуру.

Укладывать бетонную смесь на место желательно как можно быстрее и без перерывов. Мы знаем, что твердение бетона зависит от химических реакций цемента с водой. А основную роль в этом будут играть тепло и вода! Поэтому в зимнее время при низких температурах опалубку утепляют, а сразу же после окончания бетонирования щитами и матами утепляют и верхнюю, открытую поверхность бетона. Мы уже говорили, что в России разработаны и внедрены в практику способы зимнего бетонирования. Наиболее эффективными из них являются способы термоса, электронагрева и паропрогрева.

По способу термоса бетон твердеет под «шубой» – слоем теплоизоляционных материалов (шлака, опилок, камышита и др.). Эти материалы плохо проводят тепло. Поэтому бетонная смесь почти не теряет тепла, которое оно получила при изготовлении. Кроме того, при твердении цемент так же выделяет тепло. Во многих случаях количество тепла оказывается достаточным, чтобы во время остывания бетон приобрел необходимую прочность. Эта прочность позволяет распалубливать, конструкцию, уже не боясь замораживания. В этом случае после оттаивания бетон не разрушится. Способ термоса является наиболее экономичным и простым. Для его реализации не требуется специального оборудования. Но этот способ применим только при бетонировании массивных конструкций, так как тонкостенные конструкции очень быстро остывают.

Если в установленные сроки способом термоса нельзя достичь требуемой прочности бетона, рекомендуется применять искусственный обогрев бетона электрическим током или паром. Электронагрев заключается в том, что свежеуложенный бетон вводят металлические электроды, через которые пропускают электрический ток. Электрическое сопротивление свежеприготовленного бетона, уложенного в опалубку, увеличивается по мере затвердевания бетона. Электрический ток, протекающий по бетону, будет вызывать его прогревание и твердение: чем больше будет сопротивление, тем выше будет напряжение тока. Температура бетона должна быть не выше 60 С. При изготовлении железобетонных конструкций в качестве электродов используют арматуру.

Способ паропрогрева заключается в следующем. В опалубке с внутренней стороны вырезают каналы и через них пропускают пар. Можно так же изготовить двойную опалубку и вводить пар в промежутке между ее стенками. Иногда пар пропускают по трубам, уложенным внутри бетона. Нагревать бетон до 50 – 80? С. Благодаря высоким температурам, которые создаются при паропрогреве бетона, и при благоприятных влажностных условиях твердение бетона значительно ускоряется: например, через двое суток можно получить такую прочность, которая достигает бетон после семисуточного твердения в нормальных условиях. Паропрогрев бетона требует больших дополнительных затрат. Это его недостаток. Способ паропрогрева рекомендуется для тонкостенных конструкций.

Как холодная погода влияет на укладку бетона

Когда среднесуточная температура падает ниже 40 градусов по Фаренгейту более трех дней подряд, это считается холодной погодой. Бетон требует особого внимания при укладке, отделке, отверждении и защите в этих условиях. Поскольку значительная часть Соединенных Штатов каждый год испытывает холодную погоду, важно иметь и следовать хорошим планам и процедурам бетонирования в холодную погоду.

Как холодная погода влияет на свежий бетон?

Несколько различных факторов, характерных для холодной погоды, влияют на свойства бетона, но понимание этих факторов позволит выполнить успешную укладку.

Пластиковый бетон замерзает

Если температура падает ниже 25 градусов по Фаренгейту, бетон замерзает, если он все еще находится в пластическом состоянии. Любое замораживание в этом состоянии может снизить потенциальную прочность более чем на 50 процентов, а также значительно повлиять на общую долговечность.

Склонность бетона в пластичном состоянии к замерзанию является причиной того, что важно защищать поверхность до тех пор, пока минимальная прочность на сжатие не составит не менее 500 фунтов на квадратный дюйм. Как правило, это происходит через два дня после укладки, когда бетон хранится при температуре 50 градусов по Фаренгейту.

Скорость гидратации цемента снижается

Как правило, каждые 20 градусов падения температуры бетона удваивают время, необходимое для схватывания. Учитывайте более медленную скорость схватывания и увеличение прочности при планировании снятия опалубки и других строительных операций.

Может потребоваться воздухововлекающий бетон

Используйте воздухововлекающий бетон, когда он контактирует с водой и/или подвержен циклу замораживания-оттаивания. Помните, что недавно уложенный бетон имеет высокое водонасыщение и нуждается в достаточной изоляции и защите от цикла замораживания-оттаивания, пока его прочность на сжатие не достигнет не менее 3500 фунтов на квадратный дюйм.

Для нового бетона требуется адекватная теплоизоляция

Поскольку во время реакции гидратации цемента выделяется тепло, свежеуложенный бетон нуждается в адекватной теплоизоляции для сохранения тепла и поддержания благоприятных температур отверждения. Примите меры, чтобы предотвратить большую разницу температур между поверхностью и внутренней частью бетона, так как растрескивание часто происходит, когда разница составляет 35 градусов по Фаренгейту или более. Постепенно удаляйте любую изоляцию и/или защитные меры для предотвращения теплового удара.

Как укладывать бетон в холодную погоду

Большинство процедур бетонирования в холодную погоду сосредоточены на внешней и внутренней температуре и их прямой зависимости от затвердевания бетона. Нагрев воды для затворения и/или заполнителей вместе с приготовлением бетона в соответствии с рекомендациями ASTM C 94 — это два способа, с помощью которых поставщик готовой смеси может контролировать ее температуру.

Не превышайте рекомендуемые температуры

Температура бетона не должна превышать следующие температуры более чем на 20 градусов по Фаренгейту:

Укладка бетона в холодную погоду позволяет получить бетон более высокого качества, поскольку более низкая начальная температура бетона обычно приводит к более высокой конечной прочности. И наоборот, когда бетон имеет более высокую температуру, он:

• Требуется больше воды для смешивания;
• Имеет более высокую скорость потери резкости; и
• Более подвержен растрескиванию.

Использование добавок и модификаций для увеличения скорости схватывания

Использование химических добавок и других изменений в бетоне может ускорить скорость схватывания и увеличение прочности. Зимой производители обычно используют химические добавки, в частности те, которые соответствуют ASTM C 494 Type C и E — ускорители, водоредуцирующие и ускорители соответственно.

Хотя хлорид кальция является популярным ускорителем, никогда не превышайте двух процентов веса цемента. При использовании предварительно напряженного бетона или в ситуациях, когда возможна контактная коррозия, вместо этого используйте не содержащие хлоридов, не вызывающие коррозию ускорители. Но имейте в виду, что никакие ускоряющие добавки не предотвращают замерзание бетона, а их использование не устраняет необходимость минимальной температуры бетона и адекватной защиты во время процесса отверждения.

Увеличение количества портландцемента

Другим вариантом обхода ограничений бетонирования в холодную погоду является увеличение количества используемого портландцемента или цемента типа III. В некоторых случаях можно уменьшить относительное процентное содержание летучей золы и/или молотого шлака в вяжущем материале, если смесь специально не предназначена для обеспечения долговечности.

Укладывайте бетон на наименьшую практическую осадку

Соблюдение этого правила сокращает количество вытекания и время схватывания. Как правило, добавление одного галлона к двум галлонам воды на кубический ярд задерживает время схватывания до двух часов, а любая задержка увеличивает общее время стравливания.

Составьте надлежащие планы перед укладкой бетона

Сюда входит удаление инея, льда и снега перед укладкой бетона, а также обеспечение того, чтобы температура поверхности и любой металлической заделки была выше точки замерзания. Перед укладкой может потребоваться изоляция и/или подогрев грунтового основания.

Наличие оборудования и материалов для защиты от бетона

Крайне важно защитить бетон от раннего замерзания, а также сохранить тепло, выделяемое при гидратации цемента. В качестве защиты часто используются утепленные одеяла и брезент, но в некоторых случаях также требуются ограждения и утепленные формы. Не забудьте уделить должное внимание углам и краям поверхности, так как они наиболее подвержены потерям тепла.

Вентиляционные обогреватели, работающие на ископаемом топливе

Надлежащая вентиляция предотвращает риск угарного газа и образования карбонизации свежеуложенного бетона, что в конечном итоге приводит к образованию пыли.

Не допускайте высыхания пластикового бетона

Высыхание поверхности приводит к одной из наиболее распространенных проблем с бетоном в холодную погоду – трещинам при пластической усадке. С другой стороны, отверждение водой не является рекомендуемым методом отверждения, когда прогнозируется или наступает холодная погода. Вместо этого используйте мембранообразующие отвердители и/или непроницаемые листы бумаги и пластика для бетонных плит.

Использование изоляционных одеял или опалубки при сильном холоде

Если бетон имеет тонкие секции, следует использовать эти средства защиты для защиты участков от замерзания. Формы должны оставаться на месте от одного до семи дней, в зависимости от:

• Внешних условий;
• Настройка характеристик; и
• Ожидаемая нагрузка на конструкцию.

Используйте отверждаемые в полевых условиях цилиндры или другой неразрушающий метод для оценки прочности бетона на месте перед снятием опалубки и/или приложением нагрузок. Не используйте отвержденные в полевых условиях баллоны в качестве средства обеспечения качества.

Храните испытательные цилиндры в изолированных коробках

В этих коробках может потребоваться контроль температуры, чтобы гарантировать, что температура отверждения остается в допустимом диапазоне от 60 до 80 градусов по Фаренгейту в течение первых 24 часов до 48 часов. Поместите минимальный/максимальный термометр внутрь коробки для отверждения, чтобы следить за температурой.

Контроль температуры укладки и отверждения бетона — ключ к успеху

Автор: Kim Basham, Ph.D., PE, FACI

Существуют три основные задачи бетонирования в холодную погоду: 1) защитить только что уложенный бетон от повреждений, вызванных ранним промерзанием; 2) поддерживать условия отверждения для обеспечения надлежащего набора прочности; и 3) защитить бетон от термического удара и связанного с ним растрескивания в конце периода защиты.

Если свежеуложенный бетон замерзнет, ​​это может привести к немедленному и необратимому повреждению. Повреждение происходит из-за того, что вода (то есть вода для замеса или затворения) увеличивается в объеме на 9% при замерзании. Образование кристаллов льда и линз, в результате расширения пасты и микротрещины могут снизить прочность на сжатие и увеличить пористость затвердевшего бетона (рис. 1). Снижение прочности до 50% может произойти, если замерзание происходит в первые несколько часов после укладки или до того, как бетон достигнет прочности на сжатие примерно 500 фунтов на квадратный дюйм. Последующее отверждение не заживляет повреждения и не восстанавливает затвердевшие свойства бетона.

Свежеуложенный бетон должен быть защищен от раннего замерзания до тех пор, пока количество воды для смешивания или степень насыщения не будут достаточно уменьшены в результате процесса гидратации, который описывает химическую реакцию между портландцементом или вяжущими материалами и водой. Во время гидратации степень насыщения бетонной смеси постоянно снижается, так как вода затворения соединяется с вяжущими материалами, и смесь начинает застывать и твердеть. Из-за процесса гидратации количество доступной воды для затворения для образования кристаллов льда и линз уменьшается, поэтому снижается риск необратимого повреждения бетона в случае замерзания.

При отсутствии внешних источников воды критическая степень насыщения, при которой один цикл замораживания не приводит к необратимому повреждению бетона, достигается, когда бетон достигает прочности не менее 500 фунтов на квадратный дюйм. При заданных температурах отверждения бетона хорошо подобранные бетонные смеси должны достичь этой прочности в течение примерно 24 часов. Для смесей с высоким содержанием цемента или смесей с горячей водой и химическими ускорителями прочность 500 фунтов на квадратный дюйм может быть достигнута намного раньше. Поэтому очень важно, чтобы свежеуложенный бетон был защищен от замерзания в течение первых 24 часов или до тех пор, пока бетон не достигнет прочности не менее 500 фунтов на квадратный дюйм.

Когда бетон достигает прочности не менее 500 фунтов на квадратный дюйм, он может выдержать один цикл замораживания-оттаивания без повреждений, если бетон содержит воздух и не подвергается воздействию внешнего источника воды. Для воздействия повторяющихся циклов замораживания и оттаивания новый бетон должен достигать минимальной прочности на месте не менее 3500 фунтов на квадратный дюйм, если он подвергается повторным циклам замораживания и оттаивания, и 4500 фунтов на квадратный дюйм, если также подвергается воздействию антиобледенительных химикатов. Кроме того, только что уложенный бетон, или, точнее, вода затворения в порах бетона, не замерзает до тех пор, пока температура не упадет ниже 32°F из-за щелочей в поровой воде и других факторов. Поэтому не паникуйте и не предполагайте, что бетон замерз, если измеренная температура бетона составляет 32°F или на несколько градусов меньше. Чтобы избежать преждевременного старения и необратимого повреждения от холода, защитите бетон от замерзания как можно скорее после укладки, уплотнения и отделки.

Защита для обеспечения надлежащего набора прочности 

Скорость затвердевания и набора прочности бетона зависит от температуры бетона. Как показано на рисунке 2, низкие температуры отверждения бетона снижают скорость гидратации и, следовательно, замедляют скорость набора прочности. Чтобы вновь уложенный бетон приобрел необходимую прочность для безопасного снятия опалубки, опор и опор, а также для безопасной загрузки конструкций во время и после строительства, необходимо поддерживать адекватную температуру бетона в течение периода защиты или отверждения.

Укладка бетона и температура отверждения: На всех поверхностях для укладки свежего бетона не должно быть снега, льда и стоячей воды. Не укладывайте свежий бетон на промерзшие основания или основания. Избегайте разницы температур, превышающей примерно 20°F, между свежим бетоном и базовым материалом для плит на земле; в противном случае может произойти неравномерное схватывание, быстрая потеря влаги, расслоение и растрескивание при пластической усадке.

Обычно в спецификациях по бетонированию в холодную погоду устанавливаются минимальные температуры укладки бетона, минимальные температуры отверждения бетона и периоды отверждения для защиты бетона как от раннего промерзания, так и для обеспечения достаточного набора прочности. Наиболее распространенные минимальные температуры укладки бетона и температуры отверждения бетона, указанные DOT, составляют 50 ° F и 55 ° F, но некоторые из них достигают 40 ° F. Некоторые DOT имеют уменьшающуюся или понижающую минимальную температуру отверждения бетона в зависимости от времени.

Большинство инспекторов измеряют температуру свежего бетона в месте доставки или укладки. Однако некоторые могут измерять бетон после укладки или в формах. Для некоторых DOT указаны только минимальные температуры укладки бетона. Вместо указания минимальных температур отверждения в этих DOT указывается минимально необходимая температура изоляции (значение R) или температура нагреваемого корпуса на основе минимального размера сечения и температуры окружающего воздуха. Несмотря на различия, каждый DOT имеет спецификации для начала отверждения сразу после отделки, чтобы поддерживать температуру только что уложенного бетона, чтобы защитить его от раннего замерзания и обеспечить адекватный набор прочности. При следующей работе обязательно узнайте минимальные температуры укладки и отверждения бетона; также не забудьте учесть падение температуры бетона во время доставки.

Периоды защиты: DOT по-разному определяют период времени отверждения. Некоторые требуют минимальных периодов времени при минимальной температуре отверждения, в то время как другие основывают минимальный период отверждения на прочности на сжатие или изгиб, в первую очередь определяемой методом зрелости. Зрелость бетона является косвенным средством оценки прочности бетона на месте путем сочетания температуры и времени (рис. 3).

Некоторые DOT требуют минимального периода отверждения в 5, 7 или 14 дней с определенной минимальной температурой отверждения для различных типов структурных элементов, в то время как другие определяют продолжительность периода отверждения на основе набора прочности бетона, определяемой методом зрелости. Например, DOT часто требуют от подрядчика поддерживать температуру дорожных покрытий на уровне 40 °F или выше до тех пор, пока бетон не достигнет прочности на сжатие на месте не менее 2000 фунтов на квадратный дюйм, или указать, что минимальный период отверждения должен начинаться с момента укладки бетона. размещение до тех пор, пока бетон не достигнет определенного процента требуемой прочности. Если разрешено, всегда используйте метод зрелости для оценки прочности на месте, потому что это, как правило, самый безопасный и экономичный способ.

Методы защиты: Изоляционные или зимние покрытия для отверждения бетона являются наиболее экономичным средством поддержания адекватной температуры отверждения бетона, поскольку в этом методе используется тепло гидратации или тепло, выделяемое в результате химической реакции между вяжущими материалами и водой (рис. 4). В зависимости от массы бетона, содержания вяжущих материалов, температуры бетона и условий окружающей среды изоляция обычно может поддерживать адекватную температуру отверждения.

Как можно скорее накройте бетон одеялами, не повреждая поверхность, чтобы уловить как можно больше тепла гидратации. Улавливание раннего тепла поможет поддерживать температуру отверждения, но также будет способствовать гидратации, которая, в свою очередь, производит дополнительное тепло. Обязательно защитите края, углы и поверхности, так как эти области наиболее подвержены замерзанию и повреждениям в раннем возрасте. Обязательно наложите и закрепите одеяла, чтобы ветер и проезжающие грузовики не сдули их с бетона.

В экстремальных зимних условиях иногда теплоты гидратации недостаточно для поддержания адекватной температуры отверждения, и требуется дополнительное тепло. Дополнительное тепло может подаваться с помощью бетонных одеял с электрическим подогревом, водяных обогревателей с тепловыми одеялами зимнего отверждения и отапливаемых ограждений. Конечно, использование дополнительного тепла может значительно увеличить стоимость твердения бетона в холодную погоду.

Защита от теплового удара и растрескивания

По окончании периода защиты постепенно удаляйте изоляцию или другую защиту, чтобы температура поверхности постепенно снижалась в течение последующих 24 часов. В противном случае поверхность бетона может остывать слишком быстро, создавая большие температурные градиенты между поверхностью и внутренними частями бетона, а результирующие термические напряжения могут вызвать случайное растрескивание поверхности. По сути, поверхность бетона подвергается термической усадке, но внутренняя часть все еще теплая и не дает усадки, поэтому поверхность трескается. Рассмотрите возможность постепенного уменьшения количества источников тепла или оставляйте изоляцию на месте до тех пор, пока температура бетона не остынет до средней температуры воздуха. Некоторые подрядчики снимают защиту днем, когда температура выше, и заменяют ее ночью, когда температура падает; однако это дорогостоящий подход с точки зрения рабочей силы.