Зимнее бетонирование

Бетонный раствор – один из самых востребованных строительных материалов. Его используют для возведения фундамента под разные сооружения, для бетонирования и выравнивания площадок, а также для других целей, где необходимо прочное основание. Бетон – один из самых прочных строительных материалов, если производится без нарушения технологии и выстаивается при плюсовой температуре. В противном случае, застывший бетон не достигает марочной прочности. Поэтому зимнее бетонирование при отрицательной температуре должно выполняться по другой технологии, позволяющей создать оптимальные условия для сохранения тепла.

Почему важна положительная температура

При низкой температуре гидратация цемента замедляется, поэтому бетону требуется больше времени для достижения марочной прочности. К примеру, при температуре в 20 градусов, производители гарантируют достижение марочной прочности за 28 дней. При понижении температуры до пределов + 5-15 градусов, этот срок увеличивается примерно на неделю. Следовательно, бетонные работы в зимнее время необходимо проводить с сохранением тепла раствора. Сохранение положительной температуры важно для воды, входящей в состав бетона. Именно вода является второй важной составляющей бетона после цемента. Благодаря ее наличию в растворе бетон набирает силу при отверждении. Отсутствие достаточного количества воды прекратит процесс созревания материала и прочность его будет меньше ожидаемой. При минусовой температуре, которая находится в молодом бетоне, вода просто вымерзает, а отверждение материала прекращается. Потому бетонные работы в зимний период выполняются с сохранением положительной температуры материала. Пусть она будет в пределах 1-5 градусов выше нуля, и процесс затвердевания молодого бетона значительно затянется, но он достигнет марочной прочности и не будет заморожен до весны.

Технология изготовления зимнего бетона

Учитывая все вышесказанное, согласно технологии, полученный раствор должен иметь запас тепла. Поэтому он производится в помещении, а все его компоненты нагреваются до температуры 40°С. Исключение составляют только цемент и мелкодисперсные составляющие, так как их нагревать не рекомендуется. Технология подогрева может использоваться одноступенчатая или двухступенчатая. В первом случае на одной установке составляющие будущего раствора размораживают и нагреваются до требуемой температуры. Во втором случае одна установка используется для оттаивания, а другая для нагрева. Конечно, вышеуказанные технологии подогрева используются только на железобетонных заводах и бетонных предприятиях. В условиях частного сектора никто не использует подобные нагревательные установки, выполняя бетонирование зимой при отрицательных температурах. Чаще всего составляющие раствора размораживают и нагреваются до температуры окружающей среды в помещении с плюсовой температурой. Это может быть гараж или любое другое устройство, в котором температура воздуха доведена до нужных значений. Таким образом, компоненты размораживаются и нагреваются естественным образом, на что требуется больше времени. Но лучше подождать, чем изготовить бетон с небольшим запасом тепла. Что касается воды, то она подогревается отдельно до температуры в 30-80°C. Все это делается для того, чтобы материалы высохли, поскольку не допускается использование компонентов с замерзшим льдом. Чем выше температура воды, тем больше запаса тепла. Если заливка бетона зимой производится покупным раствором, доставляемым от производителя, то воду нагревают до 80°C при его изготовлении. Таким образом достигается самый высокий запас тепла, чтобы раствор не охладел, пока будет доставляться на объект. При изготовлении бетона по месту можно использовать менее нагретую воду, так как раствор будет сразу использован, а поскольку оптимальная температура для его застывания — не менее 20°C, то ее поддержание и становится второй задачей технологии бетонирования в зимних условиях.

Подготовка объекта к бетонированию

Следует учитывать разность температуры между теплым бетонным раствором и местом его заливки на объекте. Это приводит к теплопотерям самого раствора при заливке, а потому следует подогреть арматуру. Для начала она очищается ото льда, а затем разогревается с помощью пара, если есть такая возможность, или просто горячей водой. Благодаря подогреву арматура не потянет на себя тепло из запасов раствора. Далее следует позаботиться о сохранении тепла до полного достижения марочной прочности раствора. Кроме имеющегося запаса, при застывании материала тепло выделяется от взаимодействия воды с цементом. Поскольку вторая задача бетонирования в зимний период заключается в сохранении этого тепла, необходимо обеспечить утепление, а возможно и подогрев бетона во время его застывания, одним из следующих способов:

• • использование противоморозных добавок;

• • электропогрев застывающего бетона;

• • утепление бетона специальными теплоизоляционными материалами или пленкой ПВХ;

• • обогрев тепловыми пушками под временным укрытием.

Рассмотрим все способы и методы зимнего бетонирования с поддержанием оптимальной температуры на строительной площадке.

Протиморозные добавки

Практически все производители используют добавки в бетон зимой, поэтому это считается самым распространенной технологией зимнего бетонирования. Такие добавки не дают воде вымерзнуть даже при отрицательной температуре. Негативная сторона данного метода заключается в том, что такой зимний бетон имеет самый длительный срок созревания, так как процесс протекает при малейшей скорости гидратации цемента. Добавки вносятся в процентном соотношении к количеству используемого цемента в зависимости от температуры внешней среды, при которой будет протекать его гидратация.

Электроподогрев

Если без противоморозных добавок бетон в мороз оставить без подогрева, то гидратация цемента остановится, поскольку имеющийся запас тепла быстро испарится. Электроподогрев считается лучшим способом поддерживать температуру застывающего бетона из-за того, что позволяет добиться марочной прочности в назначенные сроки. Для этого используются электрические нагревательные элементы, потребляющие значительную мощность. Поэтому данный способ не всегда можно реализовать в условиях частного сектора.

Укрытие бетона

Если температура колеблется в пределах –3+3°С, укрытие – это самый простой и дешевый способ получить прочный бетон в зимнее время. Как говорилось выше, помимо имеющегося запаса тепла в бетоне, контакт цемента с водой приводит к изотермической реакции, сопровождающейся выделением тепла. При вышеуказанных колебаниях температуры окружающего воздуха для сохранения этого тепла достаточно накрыть уложенный бетон теплоизоляционным материалом или обычной пленкой ПВХ.

Обогрев тепловыми пушками

При использовании тепловых пушек можно создать любые температурные условия, поэтому высокая скорость гидратации цемента гарантирована. Для сохранения тепла над бетонным покрытием необходимо соорудить временное перекрытие с низким тепловодным коэффициентом. Как правило, для этого достаточно обыкновенной полиэтиленовой пленки. Под перекрытие устанавливается тепловая пушка, и чем выше температура она создаст внутри, тем быстрее бетон наберет необходимую прочность.

Последствия замерзания бетона

Если из всех вышеперечисленных способов подогрева не было ничего сделано, и бетон все-таки замерз, гидратация цемента с параллельным увеличением прочности восстановится при первой же весенней оттепели, когда замерзшая вода растает. При этом будет происходить частичная потеря прочности, но с учетом ее запаса в бетоне на его технические возможности это кардинально не повлияет. Тем не менее, рекомендуется накрыть замерзший бетон теплоизоляционным материалом во избежание разрушения верхнего слоя. Как правило, весной, при нестабильной температуре, ежедневное оттаивание воды в бетоне и его обратное замерзание при понижении температуры приводят к разрушению верхнего слоя. Этого не произойдет, если теплоизоляционный материал сохранит тепло в ночное время, когда температура снижается. Объяснить слабость верхнего слоя к промерзанию можно тем, что из всех составляющих бетона вода имеет наименьший вес. Поэтому она поднимается вверх, накапливается в этой части бетонной конструкции, и наносит ей разрушения при постоянном замерзании-оттаивании. Если замерзший бетон даже не накрывать, а оставить «зимовать» под открытым небом, то верхний слой возьмется пластами и весной просто рассыплется. Чтобы этого не произошло, необходимо соблюдать технологию изготовления бетонного раствора в зимнее время, а также воспользоваться одним из вышеперечисленных методов сохранения тепла при застывании бетона.