Заливка бетона при минусовой температуре

Набор прочности бетона

Самым важным показателем качества бетонов является прочность материала. Согласно требованиям ГОСТ в условиях сжатия она может варьировать в диапазоне М50-800. Наибольшей популярностью пользуются марки цемента М100-500.

График набора прочности бетона

Временной интервал, на протяжении которого происходит обретение раствором необходимых эксплуатационных свойств, называется периодом выдерживания бетона, после которого можно наносить защитный слой бетона. График набора прочности  отражает время, которое требуется бетону для достижения максимального значения прочности.

В нормальных условиях состав «созревает» за 28 дней. На протяжении первых 5-ти дней происходит интенсивное твердение бетона. Спустя 7 дней после заливки достигаются 70% прочности выбранной марки. Однако дальнейшие строительные работы специалисты советуют начинать лишь при достижении 100% — не ранее, чем через 28 дней после заливки.

Время набора прочности бетона для каждого отдельного случая может несколько отличаться. Для точного определения срока твердения состава проводят контрольные испытания образцов материала.

В теплое время года в монолитном домостроении для оптимизации процесса выдерживания состава и обретения им оптимальных механических и физические свойства достаточно следующих операций:

• Выдерживание в опалубке бетона.
• Дозревание состава после удаления опалубки.

Если мероприятия проводятся в холодное время года, для достижения должной марочной прочности следует обеспечить дополнительное обогревание бетона и его гидроизоляцию. Связано это с тем, что при снижении температуры происходит замедление процесса полимеризации.

Чтобы ускорить набор прочности и минимизировать время выдержки бетона рекомендуется использовать пескобетоны с низким водоцементным соотношением. При соотношении вода и цемент 1/4 сроки, приведенные в таблице, сокращаются в 2 раза. Для достижения такого результата в состав добавляются пластификаторы. Также сократить срок созревания состава можно, искусственно увеличив температуру.

Контроль за набором прочности бетона

На протяжении первых 5-7 дней следует проводить мероприятия по обеспечению условий для выдержки бетона (увлажнение, электрообогрев, укрывание теплоизолирующими и влагозащитными материалами, обогрев тепловыми пушками)

Далее следует уделить особое внимание увлажнению поверхности. При этом через неделю после окончания заливки (при условии, что температура воздуха составляет 25-30°С) конструкцию можно нагружать

Классификация бетонов

• тяжелые составы на традиционных плотных заполнителях и цементах (М50-М800);
• легкие составы с пористыми заполнителями (к ним относят бетоны М50-М450);
• ячеистые составы, относящиеся к разряду легких и особо легких смесей (М50-М150).

Установить проектную марку бетона необходимо на этапе создания проектной документации на возведение объекта. Эта характеристику получают на основании сопротивления осевому сжатию в эталонных образцах-кубах. В строящейся конструкции главным является осевое растяжение, при этом марка цемента определяется по сопротивлению на осевое растяжение.

Набор прочности бетонного состава на растяжение растет с повышением марки по прочности на сжатие, однако в диапазоне высокопрочных материалов происходит замедление роста сопротивления растяжению.

В зависимости от области применения состава определяют марку бетона и класс его прочности. Наименее прочными по праву считают материалы с обозначениями М50, М75, М100. Их используют в строительстве наименее ответственных конструкций.

В возведении зданий и сооружений, требующих большей прочности, применяют бетон М300. Для стяжки лучшим вариантом является состав М200. Цементы, начиная с М500, относят к разряду наиболее крепких.

Разница в прочности марок бетона объясняется их составом, а точнее пропорциями песка, цемента и щебня. Максимальные показатели достигаются за счет применения большей доли цемента.

Для перевода марки бетона в класс используются следующую формулу:

В=/10,

где В – класс, М – марка.

Ниже приведена таблица соответствия марок и классов бетона:

Разновидности вводимых ингредиентов

Специальные морозостойкие компоненты, вводимые в бетонный раствор, снижают порог замерзания воды, не позволяют ей заледенеть.

Используя противоморозные добавки, вы значительно снизите риск усадочных деформаций бетонной монолитной конструкции

В качестве противоморозных добавок используют:

• натриевый нитрит, который, также, называют азотистокислым натрием. Он используется при выполнении строительных мероприятий при снижении температурного режима до -15 градусов Цельсия;
• углекислый калий, который известен как поташ, применяемый во время бетонирования при температуре до – 30°С. Введение компонентов не вызывает коррозионных процессов на арматуре и появления солей на поверхности затвердевшего бетона;
• хлорсодержащие натриевые и кальциевые составы, обеспечивающие возможность зимнего бетонирования, но ускоряющие коррозионное разрушение стальных элементов арматуры.

При подготовке морозостойкого состава учитывайте рекомендации производителя, температуру окружающей среды, концентрацию добавок, соответствующую доли цемента.

Наряду со специальными добавками для обеспечения противоморозных характеристик вводят пластификаторы. Их введение способствует увеличению пластичности раствора, характеризующегося уменьшенной концентрацией воды. Концентрация пластифицирующих веществ изменяется в зависимости от вида выполняемых работ:

• При выполнении кирпичной или блочной кладки концентрация составляет 5-10% от массы цемента.
• Для бетонирования концентрация пластификаторов возрастает до 10-15%, что позволяет бетону превратиться в монолит до того, как замерзнет содержащаяся влага.

Мифы, связанные с добавками

График прогрева бетонного монолита.

• В широком использовании данный вид присадок появился не так давно. Народ еще не успел, как следует разобраться в том насколько это удобно и на этой благодатной почве родилось несколько предубеждений.
• Первый распространенный миф родился уже давно, периодически с появлением каждого нового состава подымается данный вопрос, не стали исключением и морозоустойчивые добавки. Кустарные мастера «авторитетно» заявляют о том, что такие добавки вызывают повышенную коррозию арматурного каркаса.
• Возьмем самый простой и доступный в России нитрит натрия. Любой средний химик или специалист по металловеденью вам скажет, что это один из ингибиторов способных замедлять процессы коррозии. Более того, в соединении с пластификаторами и усадочными добавками для работы с монолитами, в виду повышения крепости может применяться только алмазное бурение отверстий в бетоне, а также резка железобетона алмазными кругами.

Соотношение компонентов в разных марках чистого бетона.

• Вторым распространенным мифом можно назвать снижение прочности бетона. Родилось это утверждение из-за того, что на первых этапах схватывания раствора действительно наблюдается некоторое запоздание по сравнению с чистым бетоном. Но зато впоследствии скорость набора прочности значительно увеличивается. Особенно это относится к комбинированным составам.
• Все специалисты, с самого начала советуют одно, внимательно изучить инструкцию. При недостаточном количестве присадки в растворе, он может замерзнуть. Но если заложить чрезмерно много добавки, то вы рискуете увеличить время схватывания или потерять определенный процент крепости из-за образования газов.

На видео в этой статье вы можете открыть для себя много полезных мелочей.

Бетонные работы зимой

Сравнительно
суровые климатические условия почти
на всей территории СССР неблагоприятны
для твердения бетона; поэтому строителям
часто приходится искусственно создавать
уложенному бетону влажную и теплую
среду. Советские ученые и инженеры
разработали высокоэффективные методы
укладки бетона в зимних условиях,
позволяющие вести работы круглый год.

Зимой приходится
подогревать материалы для бетона и
предохранять их от остывания или даже
обогревать уложенный в сооружение
бетон, пока он не приобретет нужной
прочности. Но за последние годы разработан
способ, позволяющий вести работы при
отрицательных температурах и без
обогрева материалов и бетона.

Самый простой
способ создать благоприятные условия
для твердения бетона в зимнее время —
это способ «термос а», разработанный
свыше 40 лет назад проф. И. А. Киреенко.
При этом способе конструкцию хорошо
изолируют от окружающей среды так, чтобы
она длительное время оставалась в тепле.
Принцип этого метода — тот же, что и у
обычного термоса. Выделяющееся во время
твердения цемента тепло при отсутствии
потерь разогревает конструкцию изнутри.
Таким способом можно укладывать бетон
в массивные сооружения, поверхность
которых невелика по сравнению с объемом.

Для менее массивных
конструкций применяют искусственный
обогрев: сооружение одевают деревянным
тепляком (это наименее выгодный прием)
или прогревают паром, устанавливая
вокруг опалубки специальный кожух, под
который пропускают пар, или, наконец,
прогревают сооружение электрическим
током.

Широкое применение
при производстве бетонных работ зимой
находит способ, основанный на введении
в бетонную смесь добавок солей, понижающих
температуру замерзания бетонной смеси
и ускоряющих процессы твердения бетона.
К таким солям относятся хлористые соли:
хлористый кальций и хлористый натрий.
При небольших добавках солей возможно
строительство любых ответственных
сооружений в условиях заморозков и
слабых морозов без принятия специальных
мер по обогреву бетона. Для менее
ответственных и временных сооружений
возможно применение больших добавок
солей, которые позволяют вести работы
так же, как и летом, при температурах до
-20°.

На рис. 17 изображены
различные способы прогрева бетона в
сооружениях при производстве работ в
зимнее время. Пропариваиие бетона
применяют и в летнее время на базах по
производству сборных железобетонных
деталей для ускорения твердения бетона
и увеличения оборачиваемости форм.

Рис. 17. Способы
прогрева бетона зимой:
а — способ
«термоса»;
б — паропрогрев;
в —
электропрогрев

Методы производства
бетонных работ зимой, ускоренные способы
созревания бетона путем прогрева и
пропаривания нашли в советской
строительной технике самое широкое
распространение.

Круглогодичное
производство работ, изготовление сборных
изделий на заводах становятся основными
приемами, характеризующими отечественную
технику бетонных работ, в том числе и
на дорожных стройках.

Советская наука
и техника в этой области превзошла
зарубежную технику.

Минусовая температура и устройство фундамента

Спорить с погодными явлениями бессмысленно, к ним нужно грамотно приспосабливаться. Потому и возникла мысль о разработке методов устройства ж/б фундаментов в наших непростых климатических условиях, возможных для реализации в холодный период.

Отметим, что применение их увеличит бюджет строительства, потому в большинстве ситуаций рекомендовано прибегать к более рациональным вариантам устройства фундаментов. Например, использовать буронабивной способ или провести строительство из пенобетонных блоков заводского производства.

В распоряжении тех, кого не устраивают альтернативные способы, есть несколько проверенных удачной практикой методик. Их назначение заключается в доведении бетона до состояния критической прочности перед замораживанием.

По типу воздействия их условно можно разделить на три группы:

• Обеспечение внешнего ухода за залитой в опалубку бетонной массой до стадии набора критической прочности.
• Повышение температуры внутри бетонной массы до момента достаточного твердения. Выполняется посредством электропрогрева.
• Введение в бетонный раствор модификаторов, понижающих точку замораживания воды или активизирующий процессы.

На выбор метода зимнего бетонирования влияет внушительное количество факторов, таких как имеющиеся на площадке источники электропитания, прогноз синоптиков на период твердения, возможность привести разогретый раствор. Исходя из местной конкретики, выбирается наилучший вариант. Самой экономичной из перечисленных позиций считается третья, т.е. заливка бетона при минусовой температуре без прогрева, предопределяющая внесение модификаторов в состав.

Что нужно знать о выполнении кладочных работ в зимнее время?

Чтобы не разочароваться в результатах строительных мероприятий, которые выполняются при отрицательных показателях температуры воздуха, достаточно обратить внимание на следующие рекомендации:

1. Для кладки запрещено использовать стройматериалы, покрытые снегом, инеем или наледью.
2. Все компоненты будущего раствора, включая противоморозные добавки и пластификаторы, должны храниться в сухих, проветриваемых помещениях при комнатной температуре.
3. Независимо от состава раствора и температурных условий кладку в зимнее время рекомендуется выполнять как можно быстрее. Отсутствие промедлений позволяет веществам схватиться быстрее.
4. Отправляясь на перерыв, ряды кладки необходимо утеплить полиэтиленовой пленкой либо другим походящим материалом, подходящим на роль эффективного временного изолятора.
5. В качестве основы для приготовления раствора стоит использовать цемент марки не ниже М-50. Смешивание компонентов даже в случае применения «антифризов» следует проводить в теплом помещении.
6. При необходимости работы при пониженных температурах предпочтение лучше отдавать приобретению готовых растворов, в которые добавляются противоморозные вещества в оптимальных пропорциях еще на стадии производства.

Свойства модификаторов

Рассмотрим, как влияет введение в бетонную смесь пластификаторов и какими свойствами обладают добавки:

• Обеспечивают стойкость смеси к воздействию пониженных температур.
• Затрудняют растрескивание монолита, подверженного длительному замораживанию с многочисленными циклами отстаивания.
• Способствуют устойчивости монолита к попыткам воды проникнуть вглубь массива.
• Существенно увеличивают твердость состава.
• Уменьшают продолжительность твердения раствора.
• Снижают воздействие на стальную арматуру хлоридов, вызывающих коррозию.

Введение модификаторов способствует улучшению эксплуатационных характеристик бетонной смеси. Добавки обеспечивают:

• повышенную пластичность состава, снижая потребность в воде, требуемой при замешивании;
• снижение температурного порога, при котором вода становится льдом;

Противоморозная добавка вводится в бетонный раствор вместе с водой, желательно с последней третью жидкости

• сохранение физических характеристик раствора, который, обладая повышенной плотностью, нормально твердеет в зимних условиях;
• равномерную консистенцию смеси;
• повышенную адгезию с армирующим каркасом.

Свойства пластификаторов для бетона

В практике компаний-производителей и проектно-строительной организации ИнноваСтрой часто используются все возможные вариации бетонов с пластификаторами. Все зависит от особенностей объекта, условий строительства, необходимых конечных характеристик. На основании деления на подтипы, следует упомянуть, что многие современные составы обладают несколькими свойствами в одинаковой степени. Кроме этого часто используются дополнительные присадки, способные расширить физические характеристики составов. Показать главные свойства пластификаторов для бетона позволит еще одна градация, которая четко определяет направление использования добавок:

• Суперпластификаторы – названы так не зря – они позволяют во много раз повысить текучесть и вязкость бетонной смеси, увеличить прочностные и водозащитные параметры конструкции. Но основная сфера применения – летнее время и случаи дальнего транспортирования – когда нужно, чтобы бетон быстро не застывал и оставался в нужном состоянии продолжительное время – от 3-х часов;
• Ускорители прочности – быстро и без лишних действий позволяют конструкции набрать необходимый уровень готовности. Данная добавка всегда используется, когда нужно проводить поэтапную заливку монолита и не тратить на это недели и месяцы. Бетоны с такими пластификаторами чаще всего применяют, когда нужно создавать ленточный фундамент, цена за м3 на который в ИнноваСтрой зависит от продолжительности закладки – с ускорителями его получается заливать намного быстрее;
• Модификаторы – трансформируют сам состав смеси, повышая ее марочность, то есть, улучшая качество. Описать действие пластификатора для бетона данного типа можно следующим образом – в процессе смешивания и закладки это состав марки М500, но при застывании все характеристики повышаются минимум на один уровень – и это становится конструкция, аналогичная применению смеси М600, Также снижается проницаемость состава, что положительно сказывается на внутреннем армировании, не подвергающемся коррозии;
• Морозостойкие – самые распространенные добавки при сооружении загородных резиденций в зимнее время. Пластификаторы создают некую структуру, чей барьер замерзания может быть отодвинут до -26°С. То есть, лютой зимой заливка и застывание монолитной конструкции будет таким же, как в теплые периоды года. При этом внутри не образуется очагов замерзшей влаги, которая может повредить конструкцию;
• Самоуплотняющиеся – позволяют избежать использования вибрационной техники, чтобы утрамбовывать смесь в самые труднодоступные места – ниши, расщелины, при использовании густого и частого армирования конструкции;
• Для добавки воздуха – создают внутри микропористую структуру, увеличивающую изоляционные свойства бетонной смеси, ее невосприимчивость к влаге, повышается теплозащита помещений. Единственный минус – снижение плотности монолита и его прочности.

За годы своей работы наша компания и команда архитекторов по достоинству оценили все те преимущества, которыми обзаводится бетон с помощью пластификаторов. И пусть смесь стоит немного дороже обычного состава из воды, цемента, песка и щебня, но применение таких составов приводит к ошеломительным результатам. А в частном строительстве – это дополнительные 40-50 лет к долговечности вашей загородной резиденции.

Использование готовых составов

Применение готовых сухих смесей с противоморозными ингредиентами широко используется при выполнении строительных работ в зимнее время. Произведенные по промышленной технологии готовые составы применяются для следующих работ:

• выполнения кладки с помощью тяжелых смесей, а также цементных составов (с введением извести) объемным весом более 1,5 т/м3;
• производства отделочных мероприятий с применением цементно-известковых смесей плотностью менее 1,5 т/м3.

Использование предварительно подготовленных промышленным образом противоморозных составов намного удобнее, чем самостоятельный замес специального назначения. При этом отпадает необходимость учитывать совместимость ингредиентов и подбирать рецептуру. Однако готовые составы отличаются высокой ценой, повышающей сметную стоимость строительства в зимний период.

Правила зимней заливки бетона

Раствор выливают в подготовленную опалубку. Подготовка состоит в удалении наледи и снега, разогреве арматуры и дна фундамента. Вот это — самый сложный этап. Соскоблить наледь — это полбеды, а прогреть арматуру и весь периметр фундамента — проблема. Температура не должна быть высокой, но необходимо добиться положительных ее значений.

Как вариант можно рассмотреть устройство переносных жаровен, которые опускают в котлован, и там разжигают. Возможно использование тепловых пушек, работающих от баллонов с газом. Использование других средств затруднено, из-за их большой стоимости.

Перед заливкой теплого раствора необходимо нагреть основание и арматуру до положительных температур

По этой причине бетонировать зимой плитные фундаменты проблематично: такие площади не разогреть. Для этого типа оснований «зима» ограничится легкими заморозками ночью и положительной дневной температурой. Заливку можно начинать после того, как арматура и дно будут иметь положительную температуру.

Ленточный фундамент можно заливать  и при морозах: подогреть такое основание и арматуру в ограниченном объеме реально. Непросто, но возможно.

Организовать все можно поэтапно. Разбить всю ленту на небольшие участки, начать прогрев одновременно или с некоторым временным промежутком на нескольких из них (два-три в зависимости от времени, необходимого на замес и подогрев котлована). Начать заливку одного участка, перенеся жаровни дальше. Пока будет заливаться первый разогретый участок, следующий наберет необходимую температуру. Залитый участко сразу закрывают теплоизолирующими материалами и переходят к следующему, так и продвигаясь по всему периметру.

Обязательно необходимо сбить наледь и нагреть арматуру — только так фундамент будет прочным

Механизм понятен. Так можно заливать фундамент бетоном при -15oC (но с соответствующими добавками, «горячим» замесом и мерами по сохранению тепла).

Еще одно важное условие — работа должна вестись непрерывно. Зимой заливать фундамент частями нельзя

Это на 100% верно. Промежуток между заливками должен быть такой, чтобы на поверхности предыдущей части не успела образоваться пленка, а тем более, чтобы влага не замерзла. Работы должны вестись постоянно до окончания заливки.  Залитые части сразу нужно прикрывать теплооизолирующими матами. Как видите, для этой работы нужны несколько человек. Один со всеми задачами не справится.

Работы должны вестись непрерывно

Обратите внимание, что максимальная температура раствора должна быть 35-40oC. Ее превышение ведет к замедлению процессов отвержения

Ситуация будет, конечно лучше, чем при замерзании, но ненамного.

Виды смесей для кладки

Каждый раствор содержит в себе три главных компонента, при этом их пропорции варьируются. Смесь состоит из наполнителя, воды и вяжущего вещества. Существуют три основных вида вяжущих веществ, по которым и определяется разновидность раствора. Первый – это цемент, второй – известь и третий – цемент и известь вместе.

Процесс кладки кирпича

В качестве наполнителя обычно используют песок, при этом важно, чтобы фракции песчинок были маленькими (не более 2 мм в диаметре). Наполнитель нужно выбирать достаточно чистый, без примесей и добавок

Перед тем как начать готовить раствор, нужно отдельно подготовить песок, который в обязательном порядке просеивается, чтобы не допускать образования комков. Также не стоит покупать желтый песок — такой цвет свидетельствует о повышенном количестве добавок, и полученная смесь будет обладать не лучшими характеристиками.

Некоторые разновидности песка

Сегодня сухую смесь для кладочного раствора можно без проблем купить в любом строительном магазине. Нужно будет только залить воду (нужное количество всегда пишется на упаковке), перемешать и после этого раствор готов к использованию. Начинать строительные работы стоит после того, как смесь постоит около 10 минут в готовом виде.

Кладочная смесь для кирпича

Виды кладочных цветных смесей

Если вам нужно небольшое количество раствора, то можно обойтись строительным миксером и ведром либо другой тарой

В случае если необходим большой объем состава, рациональнее приготовить его в бетономешалке, при этом важно её хорошо вымыть, так как если частицы, которые остались в ней от предыдущих манипуляций, попадут в кладочный раствор, возникнет риск ухудшения качества смеси и снижения срока эксплуатации здания

Приготовление цементного раствора для кладки кирпича

Чтобы определить, насколько готов раствор, нужно сдвинуть верхний слой шпателем. Если смесь разрывается и остается характерная волнообразная структура – значит, было добавлено слишком мало воды. Если же, наоборот, раствор оплывает, то воды было с избытком и нужно досыпать сухую составляющую. Идеальная смесь должна хорошо держать форму, не рваться и оставлять равномерную поверхность после проведения по ней шпателем.

Определение готовности раствора для кирпичной кладки

Во время приготовления смеси нужно обратить внимание на то, что показатели пластичности и прочности зависят не только от ингредиентов и правильности их добавления, но еще и от материала, из которого создается кладка. У пористых материалов есть свойство «высасывать» из смеси воду благодаря капиллярным силам, в итоге раствор после затвердевания будет невероятно прочным

В обратной ситуации может остаться слишком много воды в кладочном растворе, и когда он затвердеет, то прочностных показателей не хватит для обеспечения длительного существования здания.

Перед тем как приобретать компоненты для приготовления смеси, нужно просчитать необходимое количество раствора — оно будет зависеть от вида используемого кирпича и толщины сооружаемой стены.

Процесс кладки

Отличия от инверторного аппарата

Такое оборудование отличается от трансформаторного следующими характеристиками:

1. Небольшой вес. Если масса трансформатора составляет около 35 кг, то у инвертора она не превышает 15 кг. Это помогает легко перемещать аппарат во время работы.
2. Отсутствие трансформатора в конструкции. Это исключает расход энергии на нагрев обмоток и перемагничивание магнитопровода. Коэффициент полезного действия увеличивается. При использовании электрода диаметром 3 мм расход энергии не превышает 4 кВт. При тех же условиях этот параметр у трансформатора составляет 7 кВт.
3. Возможность получения тока с любыми вольт-амперными показателями. Аппараты инверторного типа применяют при сварке всех металлов. Они работают с нержавеющей, легированной сталью, медью, алюминием.
4. Режимы функционирования. Инвертор не требует частых перерывов, необходимых для охлаждения.
5. Возможность тонкой настройки. Сварщик выбирает показатели силы тока и напряжения в широком диапазоне. С помощью инвертора можно варить в разных пространственных положениях. При этом образуется наименьшее количество брызг расплавленного металла.

Противоморозные добавки: плюсы и минусы

Обрабатывать цемент противоморозным составом можно и в зимнее время. Компоненты в растворе сцеплены сильно, что гарантирует высокую прочность монолитных конструкций.

Изделия, которые были обработаны данным составом настолько крепкие, что их можно использовать даже в промышленном строительстве. Морозоустойчивость конструкции с противоморозной добавкой увеличивается в разы. Для опор мостов этот показатель имеет первостепенное значение.

В сравнении с альтернативными вариантами противоморозный состав дешевле. Постройка с противоморозным составом меньше усаживается. Поры материала заполняются, препятствуя попаданию влаги. Это в свою очередь снижает коррозию.

Но, если требуется более прочная конструкция, то потребуется больше цемента. Некоторые составляющие противоморозных смесей ядовиты. Мощность бетона при использовании противоморозных добавок уменьшается, если не были соблюдены рекомендации по применению добавки.

Ввод СИП в дом — 25 глупых ошибок при подключении электричества.