Характеристики на добавките при зимно бетониране, критична якост на бетона

Проблемът със строителството през зимата винаги е бил актуален за нашата страна. Бетонните работи в студено време изискват специален подход. В сериозни строителни компании инженерите изготвят специален проект за производство на работа или PPR за зимно бетониране. Ще се опитаме да говорим за тънкостите на този процес на по-достъпен език.

Снимка на зимен пълнеж.

Каква е същността на проблема

Първоначално трябва да се отбележи, че календарното настъпване на зимата е косвено свързано със строителните работи. Според SNiP 3.03.01, студеният сезон започва, когато средната дневна температура падне до +5ºС и вероятността от краткотрайни студове през нощта.

Сега нека да разгледаме защо ниските температури са опасни за изливането на пресен бетон.

Оптималната температура за втвърдяване на масива е ориентировъчно +20 ºС.

При тази температура монолитът набира определената якост от 70% за 5-7 дни, обикновено се счита за седмица. Когато температурата падне до +5 ºС, процесите на втвърдяване в бетона се забавят и същата якост се набира за 3-4 седмици.
Както знаете, повечето химични реакции се катализират от повишени температури. Процесът на бетониране не е изключение тук.
Така например във фабриките за производство на бетонови изделия в технологичния процес задължително се използва пара, когато продуктът се поставя в парна камера с температура 70 - 80 ºС и висока влажност. В резултат на това прословутите 70% се събират за 8 - 24 часа.
Но ако при температури близки до 0 ºС процесът на хидратация само в разтворзабавя, а след това, когато замръзне, спира напълно. Причината е проста и известна от училищната програма, водата замръзва и реакцията спира. Водата в течно състояние е предпоставка, при която циментовият камък може да се образува и съответно бетонът да узрее.
Съгласно съществуващите строителни норми, при +20 ºС нормата за пълно втвърдяване на монолита е 28 дни. През зимата инструкциите за изливане могат да бъдат много различни от традиционните. В момента има няколко начина за решаване на този проблем.

Влияние на температурата върху втвърдяването.

Важно: Общоприето е, че критичната якост на бетона при зимно бетониране е най-малко 50%. С други думи, ако монолитът придобие якост от 50% или повече и след това замръзне, тогава когато се размрази, процесите на зреене в него ще продължат, без загуба на качество. В противен случай характеристиките на бетона могат да се променят значително към по-лошо.

Общи начини за решаване на проблема

Както знаете, този проблем съществува от появата на самия бетон и винаги са се опитвали да го решат. Съвременните методи за зимно бетониране се развиват в няколко посоки.

Избор на метод за защита на монолита.

топъл разтвор

С разумен подход трябва да започнете с подготовката на разтвора, тъй като е по-лесно да поддържате температурата, отколкото впоследствие да затоплите монолита.

Често срещана грешка на неопитни строители е използването на вряща вода за приготвяне на разтвор. В този случай съставът е просто "сварен".
Оптималната температура на водата за приготвяне на топъл разтвор е 60 - 70ºС. За някои видове портланд цимент ибързо втвърдяващ цимент, може да се използва вода с температура + 80ºС. Останалите компоненти също трябва да се нагреят до приблизително същата температура.
Важен момент тук е технологията на смесване на разтвора. Ако през топлия сезон всички съставки се изсипват в бетонобъркачка, пълна с вода едновременно. След това през зимата, когато зареждате със собствените си ръце, след като сте налели топла вода, в нея се изсипва натрошен камък или друг голям пълнител и се правят няколко завъртания. Едва след това можете да добавите цимент, пясък и да доведете разтвора до желаното състояние.

Схема на газов пистолет за отопление.

Съвет: през студения сезон се препоръчва да се увеличи времето за смесване на разтвора в бетонобъркачка с поне една четвърт.

Разбира се, важно е да подготвите топъл състав правилно, но е също толкова важно бързо да го доставите на строителната площадка. Сега за тази цел се използват модерни машини, оборудвани с електрическо или газово отопление отвътре. Някои компании монтират минифабрики за сглобяем бетон директно на строителната площадка.

Метод на термос

Преди около 50 години брилянтният съветски учен И. А. Кириенко разработи метода на термоса за зимно бетониране. Въпреки такава напреднала възраст, тази технология се използва успешно и до днес.
Същността на технологията се състои в подреждането на специален кофраж, изработен от топлоизолационни материали. В класическата версия хоросанът се излива в топлоизолирания кофраж и, ако е възможно, се запечатва. Процесът на хидратация на цимента е придружен от активно отделяне на топлина и монолитът узрява поради освободената топлина.
Но от дълго време технологията е подобрена и в момента в специален кофраж за бетонизлива се предварително загрят състав. Освен това към него се добавят специални добавки, които активират процеса на пренос на топлина. Забелязва се, че най-високото отделяне на топлина при бързо втвърдяващи се състави, например в Портланд цимент.
Освен това се появи така нареченият метод на горещ термос. Същността му е, че разтворът се довежда до температура от около 70ºС за кратко време, след което се излива в термичен кофраж, оборудван с електрическо отопление и се уплътнява. В резултат на това за кратко време, до 3 дни, бетонът узрява с 70%.

Електрически методи за отопление

В момента е широко разпространено бетонирането през зимата с отопление от различни електрически уреди. Това се улеснява от относително ниската консумация на енергия, както и от достъпността и простотата на метода.
Въпреки че тук има един значителен недостатък, не всеки собственик може да си позволи да закупи трансформатор с подходяща мощност и свързаното с него оборудване.
Най-често напрежението се прилага към електроди с различни конфигурации, а самият бетонен монолит действа като голямо съпротивление, поради което се нагрява. Най-ефективни за това са пластинчатите електроди, които се фиксират директно към кофража.

Отоплителен трансформатор.

Също така често срещан е методът за подаване на напрежение към подсилващата клетка, където тя играе ролята на индукционна намотка или издърпване на няколко нагревателни нишки вътре в монолита.
През последните няколко години затоплянето на различни видове конструкции, включително бетонни, с помощта на инфрачервено лъчение стана широко разпространено. Цената на инфрачервените лампи е ниска, освен това те консумират много по-малко енергия от традиционните нагреватели.Достатъчно е да защитите конструкцията от вятъра и е желателно да я боядисате в черно.

Електрическо одеяло за монолита.

Изграждане на оранжерии

В миналото този метод е бил най-разпространеният.

Но въпреки появата на много нови технологии, той все още е много популярен.

Технологията може безопасно да се нарече най-простата, нейната същност е, че около запълнения монолит се изгражда рамка и се затваря с технически полиетилен или брезент.
След това в такава палатка се монтира електрически или газов топлинен пистолет и се издухва горещ въздух. От гледна точка на енергоемкостта, методът е може би най-скъпият. В момента се използва повече за отопление на конструкции в затворени, неотопляеми сгради, нови сгради.

Принципът на работа на парогенератора.

Важно: по този начин можете лесно да организирате изпаряването на конструкцията, което ще ускори узряването на бетона с порядък, но за това ще ви е необходим парогенератор. Освен това може да има проблеми със замръзването на кондензата, изтичащ изпод оранжерията.

Устойчиви на замръзване добавки в разтвора

Добавка за разтвор.

Сред специалистите този метод се нарича студено бетониране. Както бе споменато по-рано, хидратацията на цимента е невъзможна без вода. Но освен факта, че водата може да се нагрява, е възможно да се използват и добавки за зимно бетониране, които ще намалят точката на замръзване на водата и ще ускорят узряването на монолита.

В момента на пазара има 3 направления за създаване на този вид добавки.

Не се наемаме да твърдим, че някои от тях са по-добри или по-лоши, просто всяка посока е разработена за тясно определени цели.

Тази група е предназначена за леко ускоряване или забавяне на узряването на разтвора. В него се използват най-вече различни видове електролити, но има и многовалентни алкохоли, карбамиди и органични съединения.

Важно: не трябва да се използват електролитни добавки при създаване на основи за електрически уреди или електропроводими конструкции. Поради повишената им електропроводимост и наличието на вихрови токове.

Следващата група е насочена към подобряване на антифризните качества на състава, значително ускорява процесите на настройка и узряване на разтвора. Тук се използват широко съединения и производни на калциевия хлорид.
В тази група антифризните свойства са по-малко подчертани, но значително ускоряват процесите на зреене. Отличителна черта тук е, че тези добавки спомагат за повишаване на температурата на разтвора, който е намерил своето приложение при използване на "термос".

Обичайни добавки

Поради разумната си цена и лекотата на използване, поташът се счита за най-често срещаният в тази ниша. Това не е нищо повече от някои видове соли на монокарбоксилни киселини. Те също са добри, защото при правилно дозиране е възможно да се направят състави, които могат да издържат на температури до -30 ºС.
Но в този случай трябва стриктно да спазвате пропорциите и да запомните, че повече не означава по-добро, докато укрепвате някои свойства на разтвора, можете да намалите други.
Големите строителни организации при изграждането на нови сгради често използват натриев нитрит. Цената тук също е доста достъпна, но за използването му трябва да имате определени професионални познания. Факт е, че този състав е силно запалим, плюс при контакт с пластификатори можеактивно отделят токсични газове. Освен това има остра миризма.
Натриевият нитрит се представя най-добре в бързо втвърдяващи се разтвори на базата на портланд цимент или портланд шлаков цимент.

Опаковани с натриев нитрит.

Добавки като frost-layer или frost-bet са съединения с комплексно действие. В допълнение към увеличаването на коефициента на устойчивост на замръзване, те придават на разтвора добра пластичност и други полезни качества.

Какви могат да бъдат последствията

Често се случва понякога през втората половина на есента да настъпят студове за няколко дни и след това времето да остане топло още цял месец. Ако не сте имали време да изолирате монолита и той все още е хванат, не се отчайвайте.

Бетонът няма да замръзне дълбоко, монолитът ще се нагрява естествено отвътре и краткотрайното замръзване на горните слоеве няма да причини много вреда.

Важно: не се препоръчва рязане на стоманобетон с диамантени колела, както и диамантено пробиване на отвори в бетон в замръзнала маса, трябва да оставите бетона да узрее напълно и едва след това да извършите цялата по-нататъшна работа.

Често характеристиките на зимното бетониране се крият в интегриран подход. Изброихме за вас най-честите мерки за защита на масива в студено време. Но експертите не препоръчват, не разчитайте само на един начин.

Така например добавките против замръзване за бетонни конструкции са нещо добро, но ако се използват прекомерно, могат да навредят. Затова би било разумно да ги комбинирате с метода на термос и някакъв вид електрическо отопление.