Заливка бетона в мороз. Влияние отрицательной температуры на твердение бетона

Как уже было указано выше, скорость гидратации очень сильно зависит о температуры окружающей среды. Так, при снижении с +20 до +5 градусов твердение проходит медленнее в среднем в 5 раз. Дальше чем ниже температура, тем медленнее проходит реакция. При достижении минусовой температуры гидратация и вовсе прекращается (вода просто замерзает).

В момент замерзания вода имеет свойство расширяться, что становится причиной повышения давления внутри бетонного раствора и разрушения уже сформировавшихся связей кристаллов. Структура бетона разрушается и в дальнейшем восстановиться уже не может. Кроме того, появившийся в смеси лед может обволакивать крупные наполнители, разрушая сцепление с цементом. Все это существенно ухудшает монолитность конструкции и понижает прочность.

Когда вода оттаивает, твердение продолжается, но структура бетона уже деформирована. Могут появляться отслоения, деформации, трещины, наблюдаться отделение крупных наполнителей и арматуры от монолита. Чем на более ранней стадии свежезалитый бетон замерз, тем меньшим будет показатель прочности.

В каких условиях нельзя заливать бетон:

Когда температура окружающей среды находится на отметке +5 С и ниже, а никаких мероприятий по прогреву или повышению морозостойкости бетона осуществляться не планируется.
В межсезонье – когда температура нестабильна, отмечены сильные скачки как отметок на термометре, так и влажности.
Если термометр показывает температуру +25 градусов и выше, а влажность воздуха ниже 50%. В такое время лучше использовать специальные цементы или не проводить работы, так как процесс гидратации будет происходит очень быстро: вода испарится, а бетон не успеет набрать прочность, вследствие чего нередко появляются трещины, деформации, отслоения и т.д.

Заливка бетона при минусовой температуре без прогрева в течение минимум 3 дней до отметки в +10-30 градусов.
Когда уже приготовлен бетон со специальными присадками, а за окном внезапно наступила оттепель или влажность воздуха стала выше 60%, начался дождь и т.д.
В случае неумения определить оптимальный режим прогрева, настроить приборы, контролировать бетон в мороз. Ведь для бетона одинаково страшны как мороз, так и перегрев.

При какой оптимальной температуре можно заливать бетон:

От +5 до +20 градусов – нормальные условия для заливки бетона, приготовленного по стандартному рецепту.
От нуля до +5 градусов – исключительно с использованием специальных добавок.
От 0 до -20 градусов – со специальными добавками и прогревом.
Идеальные условия – температура бетона +30 и воздуха +20, влажность до 100%.

Бетон и мороз: заливка раствора и эксплуатация конструкций при отрицательных температурах

В идеале информация о том, как залить бетон в мороз, нужна только профессиональным строителям. Для нас куда проще будет спланировать работу таким образом, чтобы застывание раствора пришлось на теплое время года.

Однако так получается далеко не всегда, потому изучить особенности возведения конструкций на холоде будет полезно каждому мастеру. Тем более что для этого достаточно освоить всего несколько методик.

Заливка раствора на холоде сопряжена с определенными трудностями

Цементный раствор и низкая температураПроцессы, протекающие при застывании

Бетонные работы в мороз обычно проводятся только в исключительных случаях. Связано это с тем, что при падении температуры ниже нуля нарушаются процессы твердения цемента. Это может не только замедлить набор прочности, но и полностью прекратить его, причем механические характеристики конструкции не достигнут и 50% от проектного значения.

Происходит это по целому ряду причин:

Во-первых, вся вода, которая необходима для гидратации цемента, превращается в лед . Находясь в инертной форме, она становится недоступной для реакции, и потому бетон на морозе просто не твердеет.
Во-вторых, разрушительное влияние мороза на бетон возникает за счет расширения пор : при замерзании объем жидкости увеличивается на 10-12%, и внутри бетонного монолита формируется полость неправильной формы. Даже если потом мы прогреем материал и растопим лед, то размеры пор все равно будут увеличенными.
В-третьих, тонкая ледяная корка на стальной арматуре понижает связность металла с раствором на порядок . После таяния льда в эту щель попадает свободная влага, потому появление ржавчины и разрушение каркаса будет вопросом времени.

Последствия зимней заливки: отслоение материала с поверхности

Но к самым худшим результатам приводит многократное замерзание и оттаивание раствора . В этом случае его плотность становится неравномерной, и прочность конструкции серьезно снижается.

Чтобы избежать подобных последствий, при заливке раствора инструкция рекомендует использовать различные методы его обогрева. Естественно, цена конструкции при этом повышается, однако это единственный способ обеспечить необходимую прочность.

Методы борьбы

Использование греющих проводов

Укладка бетона в мороз обязательно сопровождается проведением комплекса мероприятий, направленных на нейтрализацию воздействия низких температур. На сегодняшний день существует несколько методик, основные из которых охарактеризованы в таблице:

Методика	Особенности реализации
Химическая обработка	В раствор вводится специальная жидкость для бетона от мороза. При смешивании с водой она предотвращает ее замерзание, оставляя доступной для гидратации цемента. Дополнительным плюсом является существенное ускорение полимеризации раствора.
Теплоизоляция	Здесь реализуются два аспекта методики:· Во-первых, раствор заливается в подогретом состоянии. Масса температурой до 70 0С способна долго противостоять замерзанию, что способствует набору прочности.· Во-вторых, для сохранения высокой температуры раствора опалубка тщательно утепляется. Кроме того, сверху конструкция также накрывается фольгированной пленкой, отражающей тепловые волны.
Электродный прогрев	В бетон погружаются отрезки арматуры, к которым подключаются электропровода. При прохождении тока через раствор формируется электромагнитное поле, часть энергии которого передается входящей в бетон влаге.
Кабельный прогрев	Метод работает по принципу «теплого пола»: в опалубку укладываются проводники в полиэтиленовой или полихлорвиниловой изоляции, которые присоединяются к понижающему трансформатору. При подаче тока провода разогреваются, передавая тепло окружающему материалу.Также для данной цели используются специальные кабели, которые могут работать без трансформатора. Стоят они несколько дороже, но зато проще монтируются своими руками.

Через какое время бетон не боится мороза. БОИТСЯ ЛИ БЕТОН МОРОЗА?

Конечно же, для только что уложенного бетона низкие температуры совсем некстати, так как они оказывают плохое воздействие на сцепление и твердение цемента. Для бетона довольно ощутимым является сильный холод, который, в свою очередь, влияет на длительность схватывания и быстроту твердения. К примеру, при понижении температуры с двадцати до пяти градусов по Цельсию процесс схватывания бетона делается длиннее в два-пять раз. Однако ещё резче выражается замедление при дальнейшем понижении температуры – до нуля градусов. Тем не менее, при воссоздании нормальной температуры выдерживания процесс твердения стабилизируется. Что же будет при температуре ноль градусов по Цельсию?
Процесс твердения останавливается, это происходит из-за того, что при замерзании бетона имеющаяся в нем незанятая вода застывает, а формирование цементного камня прекращается. Это означает, что кончается и твердение бетона. Застывая в бетоне, вода увеличивается в объеме на девять процентов, после чего в порах бетона создаётся высокое давление, вызывающее разрушение структуры еще не твёрдого бетона. Накопившаяся на поверхности зерен крупного заполнителя вода при застывании формирует тонкую ледяную пленку, отделяющую поверхность заполнителя от соприкосновения с цементным тестом. После чего ухудшается монолитность бетона. При заморозке раннего бетона лед может сломать многочисленные кристаллики цементного клея. Если затворение бетона прошло до замораживания, а процесс твердения бетона не начался, то его не последует и после замерзания. Однако если твердение стартовало, то оно задерживается до тех пор, пока незанятая вода в бетоне будет застывшей. При оттаивании бетона замерзшая незанятая вода станет жидкостью, и твердение бетона восстанавливается.

При какой температуре можно заливать отмостку. Конструкция отмостки и материалы

Бетонная отмостка устроена достаточно просто. Заливка отмостки вокруг индивидуального дома под силу даже не профессионалу. Устройство требует подготовки следующих материалов:

Подсыпка, которую нужно сделать перед тем как заливать раствор своими руками. Делать подсыпку можно из различных материалов. Конструкция допускает применение среднего или крупного песка, песчано-гравийной смеси, щебня или гравия не очень большой фракции. Нельзя заливать цементный раствор по мелкому песку. Такое основание может дать усадку, что приведет к тому, что бетон для отмостки пойдет трещинами. Лучше всего сделать подушку из двух видов материала. Первый слой нужно сделать для того, чтобы уплотнить грунт основания и выровнять его. Для этого используют гравий или щебень. Делать второй слой стоит из песка.
Для увеличения прочности заливка отмостки предполагает армирование. Сделать усиление элемента вокруг дома своими руками можно с помощью арматурных сеток. Делать сетки рекомендуется из арматуры диаметром 6-8 мм в зависимости от характеристик грунта основания. Устройство отмостки предполагает размеры ячеек сетки 30х30 или 50х50 мм.
Перед заливкой необходимо сделать опалубку. Делать деревянные щиты по периметру отмостки нужно для того, чтобы бетонный раствор не растекся.для изготовления опалубки понадобятся деревянные доски. Ширина подбирается в зависимости от толщины отмостки. Чтобы удержать раствор, достаточно закупить материал толщиной 22-25 мм.
Основным материалом для изготовления является бетонный раствор. Самое важное здесь правильно подобрать марку смеси.Класс бетона по прочности должен быть не менее В15 (старая маркировка М200).

Бетон при. Огнестойкость и жаростойкость бетона

Под огнестойкостью понимают сопротивляемость бетона кратковременному действию огня при пожаре. Под жаростойкостью понимают стойкость бетона при длительном и постоянном действии высоких температур в условиях эксплуатации тепловых агрегатов (жароупорный бетон). Бетон относится к числу огнестойких материалов. Вследствие сравнительно малой теплопроводности бетона кратковременное воздействие высоких температур не успевает вызвать значительного нагревания бетона и находящейся под защитным слоем арматуры. Значительно опаснее поливка сильно разогретого бетона холодной водой (при тушении пожара), она неизбежно вызывает образование трещин, разрушение защитного слоя и обнажение арматуры при продолжающемся действии высоких температур.

В условиях длительного воздействия высоких температур обычный бетон на портландцементе не пригоден к эксплуатации при температуре выше 250°. Установлено, что при нагреве обычного бетона выше 250—300° происходит снижение прочности с разложением гидрата окиси кальция и разрушением структуры цементного камня. При температуре выше 550° зёрна кварца в песке и гранитном щебне начинают растрескиваться вследствие перехода кварца при этих температурах в другую модификацию (тридимит), что связано со значительным увеличением объёма зёрен кварца и образованием микротрещин в местах соприкосновения зёрен заполнителя и цементного камня. При дальнейшем повышении температуры разрушаются и другие структурные элементы обычного бетона. Научными работами, а также практикой установлена возможность получения на основе портландцемента жароупорного бетона, стойкого до температуры 1100—1200° и более.

Для этого в бетон необходимо вводить тонкомолотые кремнезёмистые или алюмокремнезёмистые добавки, связывающие свободный гидроксид кальция, выделяющийся при гидратации цемента . В качестве же заполнителей применяют материалы, обладающие достаточной степенью огнеупорности и термостойкости, например хромистый железняк, шамот, базальт, андезит, отвальный доменный шлак, туфы и кирпичный щебень . Максимальная температура, выдерживаемая конструкциями, зависит от огнеупорности и термостойкости заполнителей и тонкомолотых добавок. Так, при применении шамота и молотых добавок максимальная эксплуатационная температура жароупорных бетонов на портландцементе достигает 1100—1200°. При максимальной эксплуатационной температуре 700° можно в качестве заполнителей бетона применять базальт , диабаз , андезит , отвальный доменный шлак , артикский туф, бой глиняного кирпича, а в качестве тонкомолотых добавок — пемзу , золу-унос, гранулированный доменный шлак, цемянку . Для таких же температур (до 700°) допускается замена портландцемента в бетоне шлако-портландцементом без введения в этом случае тонкомолотых добавок. Для приготовления жароупорного бетона с эксплуатационной температурой до 1300—1400° следует применять глинозёмистый цемент с мелким и крупным заполнителями из шамота или хромистого железняка . Тонкомолотые добавки для связывания гидроксида кальция в этом случае не требуются. В качестве вяжущего для жароупорного бетона с максимальной температурой до 900—1000° можно применять также жидкое стекло с кремнефтористым натрием.

Заливка бетона зимой с добавками. Особенности зимнего бетонирования

Существуют две важные причины, усложняющие процесс укладки бетона зимой.

При низких температурах замедляется процесс гидратации цемента, что является причиной увеличения роков набора твердости бетоном. Полный набор прочности бетона при применении противоморозной добавки наступает через 90 суток при расчетной температуре отведения бетона 0 °С, согласно рекомендациям по применению противоморозных добавок в бетон.

Рост прочности бетонов с противоморозной добавкой:При минусовых температурах ниже -15°С до -25°С наряду с противоморозными добавками применяются ускорители твердения бетонной смеси. Этот комплекс вводимых добавок позволяет экзотермической реакции цемента, добавок и воды выделить большее количество тепла, существенно ускорить гидратацию цемента (т.е. использовать для реакции максимальное количество воды и сохранить температуру за счет выделяемого тепла при реакции), что улучшает набор первоначальной прочности бетона при отрицательных температурах.При температуре окружающей среды равной 20°С, в течение недели бетон набирает около 70% проектной прочности. При понижении температуры до 5°С для набора такого уровня прочности потребуется времени в 3-4 раза больше.

Еще одним нежелательным процессом является развитие сил внутреннего давления, которые возникают из-за расширения замерзшей воды. Это явление приводит к разупрочнению бетона. Помимо этого, из замерзшей воды вокруг заполнителей образуются ледяные пленки, нарушающие связь между компонентами смеси. Поэтому категорически запрещается добавление воды в бетонную смесь на строительной площадке, особенно в холодный период времени, т.к. подвижность бетонной смеси регулируется пластифицирующими хим. добавками для сохранения водоцементного соотношения в бетонной смеси.

При замерзании воды в порах твердеющей смеси развивается значительное давление, которое приводит к разрушению структуры неокрепшего бетона и снижению его прочностных характеристик.Снижение прочности тем значительнее, чем в более раннем возрасте бетона замерзла вода. Наиболее опасным является период схватывания бетонной смеси. Если смесь замерзнет сразу после укладки ее в опалубку, то ее прочность при отрицательных температурах будет обусловлена только силами замерзания. При повышении температуры процесс гидратации цемента возобновится, но прочность такого бетона будет значительно уступать аналогичной характеристике материала, который не подвергался замораживанию.Противостоять замораживанию без структурных разрушений может только бетон, который уже набрал определенное значение прочности. Важно соблюдать правило беспрерывной укладки бетона во избежание холодных швов.В современном строительстве в мировой практике наиболее распространен способ зимнего бетонирования, когда бетонная смесь предохраняется от замерзания во время ее схватывания и набора определенной величины прочности, которая называется критической.Под критической величиной прочности бетона принимают прочность, которая равна 50% от марочной. В конструкциях ответственного назначения бетон предохраняется от замерзания до достижения 70% от проектной прочности.В современном строительстве применяют несколько способов бетонирования в зимний период:

использование добавок противоморозного действия;
укрытие бетонной смеси пленкой ПВХ и другими утеплителями;
электрический и инфракрасный прогрев бетона;
сооружение временного укрытия с прогревом тепловыми пушками.

Если будет использоваться прогрев тепловыми пушками, то укрытие из пленки ПВХ укладывается не на поверхность бетона, а на временный каркас из досок, брусков и т.п. Создается нечто наподобие низкой «палатки» или «шатра» над бетонной конструкцией и под это укрытие ставятся тепловые пушки. Чем выше будет температура под шатром, тем быстрее будет идти процесс набора прочности, и соответственно, раньше можно будет прекратить прогрев. В большинстве случаев, для первичного набора прочности бетона, достаточной для проведения дальнейших работ, хватает 1-3 суток прогрева тепловыми пушками. За это время бетон может набрать до 50% марочной прочности.

Соль в бетон от мороза. Разъедает ли соль цемент? Как соль действует на цемент

Вопрос. Здравствуйте! В приватной беседе с соседом возводящем пристройку к своему дому, узнал, что он добавляет кухонную соль в цемент. Правда от ответа на вопрос, зачем он это делает сосед ушел. Подскажите, для чего он это делает и вообще, разъедает ли соль цемент и какое влияние оказывает на сам раствор?

Ответ. Добрый день! Хочу сразу успокоить – поваренная (техническая) соль (химическая формула NaCl (xлopид нaтpия) не разъедает цемент. Это одна из самых доступных и самых недорогих противоморозных добавок обеспечивающих непрерывность производства бетонных работ в условиях низких температур.

Физическая суть добавления поваренной соли в цемент (бетон) заключается в понижении температуры замерзания затворителя (воды). Как известно из курса физики средней школы, соленая вода имеет более низкую температуру замерзания. При этом температура замерзания воды зависит от концентрации соли. Результат подобной операции следующий. Даже при «минусовой» температуре завторитель находится в жидком состоянии. Это позволяет цементу пройти этапы гидратации, схватывания и твердения до требуемой величины без дополнительных затрат на нагрев.

Преимущества NaCl как противоморозной добавки

Самая низкая цена среди прочих аналогов;
Не оказывает влияния на скорость схватывания бетона или раствора. Это позволяет готовить материал задолго до его транспортировки на объект и заливки;
Поваренная соль увеличивает подвижность раствора, что в сою очередь увеличивает его удобоукладываемость.

Пропорции добавления NaCl в зависимости от ожидаемой температуры окружающей среды

Ожидаемая температура воздуха на объекте бетонных работ при 0-5 градусов Цельсия. Количество соли добавляемой в бетонные растворы составляет 2% от общего веса смеси. При этом прочность бетонной конструкции составит: 30% от марочной прочности в течение 7 суток, 80% от марочной прочности в течение 28 суток и 100% от марочной прочности в течение 90 суток;
Ожидаемая температура воздуха на объекте бетонных работ при минус 6-минус 15 градусов Цельсия. Количество соли в раствор составляет 4% от общего веса смеси. Планируемая прочность при твердении бетона на морозе составляет: 15% от марочной прочности в течение 7 суток, 35% от марочной прочности в течение 28 суток и 50% от марочной прочности в течение 90суток после заливки.

Несмотря на очевидные преимущества добавления соли в цемент, есть весьма и весьма существенный недостаток, ограничивающий варианты применения. Учитывая высокую коррозионную активность к стальной арматуре, поваренную соль нельзя добавлять в бетоны, предназначенные для строительства конструкций усиленные арматурным поясом из стальных элементов. В то же время поваренную соль можно добавлять в кладочные растворы и растворы для заливки неармированных конструкций, без каких либо ограничений.