Добавки для зимнего бетонирования

Бетонные работы зимой – особенности выполнения

Сложно назвать зимние месяцы благоприятным периодом для бетонирования монолитных конструкций, заливки фундаментов и формирования буронабивных опор. Это связано с кристаллизацией воды. Она затрудняет процесс гидратации, в результате которого формируются прочные связи на молекулярном уровне. При расширении воды в результате кристаллизации возрастает пористость, снижаются прочностные характеристики, происходит растрескивание массива.

Скорость процесса твердения зависит от температуры раствора

Чтобы зимний бетон был крепким, необходимр создать условия или присадки для его вызревания

После бетонирования происходят следующие процессы:

  • схватывание. Продолжительность данной стадии составляет не более 24 часов, на протяжении которых осуществляется переход из жидкого состояния в твердую фазу. Прочностные характеристики при этом довольно низкие;
  • твердение. Это длительный процесс, в результате которого на протяжении месяца приобретаются эксплуатационные характеристики. Они зависят от марки раствора, введенных модификаторов, а также окружающей температуры.

Процесс гидратации при нормальном протекании процесса твердения проходит следующим образом:

  • образуется на поверхности тонкий слой натриевого гидросиликата;
  • цементные зерна постепенно поглощают воду, связывая все компоненты смеси;
  • внешние слои массива стают более плотными при испарении из раствора воды;
  • процесс твердения постепенно переходит в глубину массива;
  • концентрация влаги снижается до достижения эксплуатационной прочности.
Известно, что во время твердения бетона происходят реакции, при которых теплота выделяется

Прежде всего, необходимо правильно выбрать цемент для зимнего бетонирования фундамента

При бетонировании зимой применяют различные методы, позволяющие изменить порог замерзания и сократить продолжительность схватывания:

  • вводят модифицирующие добавки, снижающие порог кристаллизации. Специалисты индивидуально определяют, сколько соли в бетон зимой необходимо вводить, а также в каких пропорциях добавлять модификаторы;
  • нагревают раствор, используя различные способы. Выбор оптимального варианта разогрева бетонного раствора осуществляется в зависимости от специфики работ и уровня затрат на реализацию выбранного способа;
  • применяют в составе бетонного раствора портландцемент более высоких марок. Такой цемент достигает необходимой для эксплуатации прочности за более короткое время и интенсивно поглощает влагу.

Остановимся детально на нюансах заливки бетона в зимнее время.

Мнение эксперта: Заливка бетона зимой

Добавки для зимнего бетонирования

Наиболее оптимальной для качественного схватывания бетона без потери характеристики прочности, образовании пористости и растрескивания в бетоне считается температура до 3… 5⁰С. Чтобы улучшить качество застывания бетонной смеси при низких температурах используют портландцемент высоких марок, а также дополнительные противоморозные добавки.

Дмитрий Орлов

Что происходит в бетоне при замерзании

При нормальном течении процесса отвердевания бетона, влага служит «склеивающим» элементом для частиц цемента. При ее переходе в твердое состояние все процессы останавливаются.

Но это — не единственная проблема. Известно, что при замерзании объем воды увеличивается примерно на 9%. В результате внутри массы бетона образуется повышенное давление.  Если зерна цемента до этого момента еще не набрали некоторого уровня прочности, они под воздействием давления, разрушаются. После рамерзания они уже не обретут свои свойства в полной мере и бетон не будет достаточно крепким.

В зимней заливке армируемых фундаментов есть еще один неблагоприятный момент. Сталь — отличный проводник тепла, и она способствует отводу тепла из толщи бетона. Обладая хорошими теплопроводными свойствами, прутки быстро остывают. Вокруг них вода замерзает в первую очередь. Лед оттесняет частицы бетона, на их место приходит пока не замерзшая вода из еще теплых слоев.

Их всех этих процессов следует, что чем меньше воды в несвязном состоянии будет находиться к моменту замерзания, тем меньше будут потери прочности. Путем различных экспериментов и расчетов были определены граничные значения прочности, при которых бетон можно замораживать. Называются  они точкой критической прочности.

Критическая прочность бетона в зависимости от его марки
Критическая прочность бетона в зависимости от его марки

Для железобетонов с ненапрягаемой арматурой (тип, который используется в частном домостроении)  она составляет 50%, для фундаментов, которые будут подвергаться попеременной разморозке/заморозке (бани и дачные домики без отопления) — 70%. После достижения этой точки фундамент можно заморозить. После оттаивания все процессы в нем возобновятся. Потери прочности при этом составляют не более 6%.

Можно ли зимой заливать бетон технически сложными способами

Выполнение работ в условиях отрицательных температур имеет определенные плюсы:

  • позволяет осуществлять заливку на сыпучих почвах. На таких грунтах проблематично выполнять земляные работы в теплый период, так как почва осыпается. Повышение твердости грунта при замерзании облегчает выполнение работ;
Для этого разогревают воду и засыпку

Для замеса в зимнее время используют горячую воду и подогретую засыпку. Цемент греть нельзя

  • существенно уменьшает сметную стоимость работ. Это достигается за счет снижения стоимости строительных материалов зимой. Благодаря сезонным скидкам уровень затрат может быть намного ниже;
  • обеспечивает сокращения сроков выполнения строительных мероприятий. При неблагоприятных природных условиях строители вынуждены работать оперативнее, что позволяет осуществлять строительство ускоренными темпами.

Ряд застройщиков считает, что целесообразно воздержаться от зимнего бетонирования и выполнить весь объем работ с наступлением теплых месяцев.

Они руководствуются при этом следующими соображениями:

  • приобретение покупного материала, содержащего противоморозные добавки, повысит объем затрат;
  • создание специальных условий по укладке и применение методов разогрева повлечет дополнительные расходы;
  • сокращенная продолжительность зимнего дня потребует дополнительного финансирования, связанного с освещением площадки и теплоизоляцией бытовок;
  • использование сложных методов прогрева потребует привлечения специалистов и применения специального оборудования;
  • при значительном снижении температуры потребуется больше времени для набора эксплуатационной прочности;
  • малейшее отклонение от проверенной технологии и резкое изменение погодных условий является причинами повышенной хрупкости.
Для продления времени остывания бетона требуется по максимуму сохранить тепло

При зимнем замесе раствора меняется порядок закладки составляющих: заливается вода, в нее засыпается щебень и песок

В строительной отрасли при зимнем бетонировании используют следующие прогрессивные методы:

  • установку изоляционной обшивки, которая выполняет функцию термоса и сооружается вокруг опалубки;
  • укладку нагревающего кабеля, который соединяется с трансформатором и прогревает массив;
  • использование для разогрева воткнутых в бетон электродов, на которые подается напряжение;
  • прогрев инфракрасными обогревателями, которые направленно воздействуют на бетонный массив;
  • индукционный разогрев массива, при котором магнитное поле преобразуется в тепловую энергию.

Использование указанных технических приемов требует предварительного выполнения расчетов, применения специального оборудования и высокой квалификации.

Способы бетонирования в зимних условиях

Этот метод предусматривает прогрев смеси различными путями:

  • добавлением в раствор горячей воды, нагретой до 70–80 градусов Цельсия;
  • введением заполнителя, предварительно разогретого тепловой пушкой;
  • разогрев бетонного раствора в смесителе, прогреваемом со стороны.

Использование разогретой смеси – простейший метод, применяемый при зимней заливке. Условия применения данной технологии:

  • выполнение незначительных объемов работ;
  • бетонирование в бытовых условиях;
  • незначительное похолодание в ночное время.
Некоторые из них ускоряют затвердевание на начальной стадии процесса

Еще один способ заливки бетона при отрицательных температурах — использование химических веществ

Для достижения требуемого эффекта необходимо соблюдать следующие правила:

  • применять портландцемент марки М400 и выше;
  • вводить пластификаторы, ускоряющие процесс набора твердости;
  • не превышать максимально допустимую температуру нагрева воды.

Последовательность действий:

  1. Налейте в бетоносмеситель воду, нагретую до 80 градусов Цельсия.
  2. Засыпьте наполнитель и песок, соблюдая необходимые соотношения.
  3. Введите портландцемент, применяемый в качестве вяжущего вещества.
  4. Добавьте специальные присадки, которые ускоряют твердения раствора.
  5. Перемешайте ингредиенты до необходимой консистенции и произведите заливку.

Скорость процесса твердения зависит от температуры раствора. При ее повышении активность воды значительно возрастает, скорость набора прочности повышается. Потому при проведении бетонных работ зимой или при температурах ниже 5oC, важно создать и поддержать требуемый уровень нагрева. Оптимальная температура вызревания раствора составляет от 20oC до 30oC. Для этого есть несколько способов:

  • раствор делать подогретым;
  • опалубку утеплить;
  • использовать присадки и добавки, которые ускоряют твердение и/или понижают точку заморозки воды;
  • подогревать уже залитую бетонную массу.

Все эти методы неплохо работают. Их используют по одиночке или в комплексе.

Заливка в зимнее время проводится подогретым раствором
Заливка в зимнее время проводится подогретым раствором

Прежде всего, необходимо правильно выбрать цемент для зимнего бетонирования фундамента. Известно, что во время твердения бетона происходят реакции, при которых теплота выделяется. Для зимы  — отличная особенность. При этом большее количество тепла выделяют быстротвердеющие портландцементы и составы высоких марок. Потому для замеса при низких или минусовых температурах имеет смысл купить именно их.

Только это позволит вам залить фундамент ленточный или плитный фундамент при плюсовых температурах днем, и незначительных заморозках по ночам. Но при этом, потребуется замес делать теплым (читайте ниже), а также после заливки фундамент нужно будет опалубку теплоизолировать: покрыть матами, соломой и т.д.

Во время зимней заливки фундамента температуру раствора доводят до 35-40oC. Для этого разогревают воду и засыпку. Цемент греть ни в коем случае нельзя: он «заварится» и станет практически бесполезным.

Хорошо, если есть возможность использовать бетономешалку с электроподогревом: ее включают в сеть и барабан разогревается. В другом случае, желательно прогреть его предварительно, прокрутив разогретую воду.

При замесе воду нагревают до 90 oC. Щебень и песок необходимо разогреть до 60 oC. Делают это обдувом горячим воздухом, прогревом в специальных печах. Печи — это для частного строителя из области фантастики, но можно устроить обдув горячим воздухом. Например, от печи или костра протянуть несколько труб-воздуховодов внутрь кучи щебня или песка.

При зимнем замесе раствора меняется порядок закладки составляющих: заливается вода, в нее засыпается щебень и песок. После нескольких оборотов добавляется цемент.

Ко всему необходимо еще и увеличить время замеса. Он должен быть длительнее на 20-50%: за счет лучшего перемешивания, активизируются реакции и повышается температура при твердении.

Для продления времени остывания бетона требуется по максимуму сохранить тепло. Потому, используя все возможные средства и доступные материалы, проводят утепление стенок опалубки. Можно использовать брезент,  маты, старые какие-то теплые вещи, забить промежуток между стенками опалубки и грунтом, соломой. Да что угодно, лишь бы тепло не утекало в воздух.

Одна из задач - сохранить тепло раствора
Одна из задач — сохранить тепло раствора

В этом случае пригодиться может опалубка из пенополистирола — он имеет плохую теплопроводность, что в данных условиях — несомненный плюс. Обычно такая опалубка несъемная, и после вызревания бетона вы получаете влаго- и теплоизолированный фундамент. Подробнее о типах опалубки читайте тут.

При заливке фундамента своими руками зимой, реально использовать только греющие кабели. Их прикрепляют с внутренней стороны к опалубке, и после ее снятия демонтируют. Есть второй вариант — «утопить» провод в бетоне. Оба способа действуют неплохо, но только при условии изолированных от холода стенок.

Греющие маты укладывают на поверхность бетона и включают в сеть
Греющие маты укладывают на поверхность бетона и включают в сеть

Есть еще в продаже специальные греющие маты для подогрева бетона. Они раскладываются на поверхности, включаются в сеть. Его стоимость — 2,5 тыс руб/м2.

Для сохранения температуры стоят над объектом тепляки. Это конструкции, очень сильно напоминающие теплицы. И задача у них аналогична: сохранить тепло. Возводят каркас, его обтягивают пленкой или другими подобными материалами. Внутри ставят печку, тепловую пушку и т.д., с их помощью  поддерживают плюсовую температуру. Но при этом необходимо также не забывать об увлажнении, чтобы влага из раствора не испарялась.

Еще один метод подогрева бетона — с использованием инфракрасных излучателей. Этот метод хорош тем, что под воздействием волн греется непосредственно сам раствор. Излучатели закрывают алюминиевыми кожухами, создавая направленный поток. Однако для эффективного прогрева понадобится большое количество ламп.

Можно ли добавлять соль в бетон зимой и модифицирующие добавки

— Комплексная суперпластифицирующая и суперводоредуцирующая добавка-ускоритель твердения для бетонов и растворов при отрицательных температурах SikaAntifreezeP-100 – представляет собой водный раствор поликарбоксилатных эфиров и неорганических солей; эта добавка обладает сильным противоморозным и стабилизирующим эффектами; дозировка не зависит от температуры окружающего воздуха – от 0,8%, устанавливается исходя из требований к пластификации.

— Добавка SikaAntifreezeLS — комплексная пластифицирующая и водоредуцирующая добавка-ускоритель твердения для бетонов и растворов, основанная на водном растворе модифицированных лигносульфанатов и неорганических солей; обладает противоморозным эффектом; предназначена для производства работ по бетонированию строительных конструкций при низких и отрицательных температурах окружающей среды;

— SikaAntifreezeN18 – комплексная суперпластифицирующая и суперводоредуцирующая добавка-ускоритель твердения для бетонов и растворов, обладающая противоморозным эффектом, — предназначена для производства работ по бетонированию строительных конструкций при низких и отрицательных температурах; изготавливается на водном растворе нафталинсульфонатов и неорганических солей.

— SikaAntifreeze 300, SikaAntifreezeFS-1, SikaAntifreeze 35, SikaAntifreeze 20 – добавка-ускоритель твердения для бетонов и растворов, обладающая противоморозным эффектом, — предназначена для производства работ по бетонированию строительных конструкций при низких и отрицательных температурах окружающей среды;

преимущества – очень быстрый набор прочности бетона, низкое влияние на сохраняемость бетонной смеси, слабое водоредуцирующее действие, отсутствие негативного влияния на действия суперпластификаторов и других добавок, обеспечивает сокращение времени прогрева конструкций, отсутствие негативного влияния на свойства бетона, не содержит хлоридов и других коррозийно опасных веществ.

— SikaAntifreezeN9, SikaAntifreezeP1000 – комплексная суперпластифицирующая и суперводоредуцирующая добавка-ускоритель твердения для бетонов и растворов с противоморозным и стабилизирующим эффектами, предназначена для производства работ по бетонированию строительных конструкций при низких и отрицательных температурах.

Добавки нового поколения совмещают в себе все лучшее, что использовалось раньше и не содержат многих недостатков – не вызывают высолов и коррозии, не токсичны и безопасны в применении.

Еще один способ заливки бетона при отрицательных температурах — использование химических веществ. Некоторые из них ускоряют затвердевание на начальной стадии процесса. Массовая доля всех добавок — не больше 2% от массы цемента. Большие количества могут негативно повлиять на качество бетона, потому придерживайтесь рецептур.

Один из способов зимнего бетонирования - добавление в замес специальных противоморозных присадок
Один из способов зимнего бетонирования — добавление в замес специальных противоморозных присадок

Наиболее распространенная присадка, повышающая «морозоустойчивость» бетона и ускоряющая его твердение, — хлористый кальций. Еще используют поташ и нитрат натрия. Если добавить их при обычном замесе, температура замерзания снизится до -3oC.

Заливка бетона при минусовой температуре возможна, если с теми же присадками раствор подогреть. В этом случае можно работать при -15oC. Но для нормального качества фундамента потребуется утепление заливки и соблюдение несложных, но обязательных правил.

Введение специальных пластификаторов позволяет уменьшить уровень замерзания воды. При этом гидратация будет осуществляться по стандартной схеме, несмотря на пониженную температуру окружающей среды.

Еще используют поташ и нитрат натрия

Наиболее распространенная присадка, повышающая «морозоустойчивость» бетона и ускоряющая его твердение, — хлористый кальций

Наряду с готовыми составами, которые можно приобрести в магазинах, используют следующие ингредиенты:

  • хлористый кальций:
  • поташ;
  • хлорид натрия;
  • натриевый нитрат.

Применяемые методы зимнего бетонирования

Где вы предпочли бы жить: в частном доме, или квартире?

При выполнении бетонных мероприятий в зимний период используются следующие способы:

  • повышение температуры бетонной смеси, за счет использования предварительно нагретой воды;
  • ведение пластифицирующих добавок и модификаторов, значительно снижающих порог замерзания воды;
  • повышение температуры раствора специальными методами электрического и инфракрасного разогрева.

Остановимся детально на особенностях каждого технического приема.

Вид конструкций, возводимых при зимнем бетонировании

Минимальная
температура воздуха, 0
С

Методы
зимнего бетонирования

Массивные железобетонные и бетонные фундаменты, плиты и блоки с Мп до 3

До -15

Термос

До -25

Термос  ускорители твердения бетона.

Термос  противоморозные добавки (применяют в комплексе с пластифицирующими добавками)

Фундаменты (под конструкции зданий/оборудование/массивные стены) с Мп 3 – 6

До -15

Термос, в т.ч. с использованием противоморозных добавок/ ускорителей твердения

До -25

«Греющая опалубка».

Предварительный разогрев бетонной смеси.

До -40

«Греющая опалубка».

Периферийный электропрогрев.

Балки, колонны, элементы рамных конструкций, прогоны, свайные ростверки, перекрытия, стены с Мп 6 – 10

До
-15

Термос  противоморозные добавки, обогрев в «греющей опалубке» нагревательными проводами.

Предварительный разогрев бетона, индукционный нагрев

До -40

Обогрев в «греющей опалубке» нагревательными
проводами в сочетании с термоактивными

гибкими покрытиями (ТАГП) противоморозные добавки

Полы, плиты перекрытий, перегородки, тонкостенные конструкции с Мп10 – 20

До -40

То же

Зимний период и низкие температуры не являются препятствием для возведения бетонных и железобетонных конструкций при подборе соответствующего метода выдерживания бетона при зимнем бетонировании.

Заливка бетона при низких температурах

При зимнем бетонировании часто возникают следующие ошибки:

  • увеличивается время, необходимое для отделки поверхности бетона;
  • увеличение стоимости бетонирования;
  • формируется слабая пылящая бетонная поверхность;
  • образуются трещины.

Чтобы избежать вышеперечисленных последствий необходимо в процессе приготовления и укладки бетонной смеси придерживаться следующих рекомендаций.

При заливке бетона зимой нужно помнить о необходимости соблюдения температурного режима бетонной смеси:

  • свежеприготовленная бетонная смесь должна иметь температуру не выше 30оС;
  • бетонная смесь при заливке бетона в условиях среднесуточной температуры воздуха от 5°C до — 3°C должна иметь температуру: при марке бетона от М200 и выше – не менее 5°C; при меньшей марке бетона – не менее 10°C;
  • если температура воздуха ниже — 3°C, то безопасное бетонирование возможно при поддержании температуры бетонной смеси на уровне не ниже 10 °C в течение 3 дней.

Бетонную смесь для заливки бетона при низких температурах готовят с учетом следующего:

  • используют повышенное содержание цемента;
  • снижают водоцементное соотношение;
  • зернистые наполнители предварительно подогревают до 35°C;
  • воду подогревают до   70°C;
  • подогретую воду предварительно смешивают  зернистым наполнителем и только потом добавляют цемент;
  • при использовании бетономешалки ингредиенты подают в следующем порядке: зернистый заполнитель основная часть подогретой воды; делаем несколько оборотов; заливаем оставшуюся часть воды. Продолжительность перемешивания минимум 1,5-2 минуты (в 1,5 раза больше чем в соответствии с летними нормами);
  • используют противоморозные и воздухововлекающие добавки;
  • бетонную смесь подогревают до температуры не выше 30°C;
  • продолжительность вибрирования увеличивается в 1,25 раза.
  • предварительно подогретую бетонную смесь и смесь с противоморозними добавками можно укладывать на неотогретое непучинистое основание (песчаную подушку) или старый бетон только в том случае, если в соответствии с расчетами в зоне контакта на протяжении расчетного периода выдерживания бетона не произойдет его замерзания;
  • бетонную смесь после укладки и уплотнения укрывают полимерной пленкой, а также теплоизолирующими материалами, что позволяет сохранить тепло, выделяющееся в процессе гидратации цемента;
  • для того, чтобы быть уверенным в прочности монолитного фундамента, нужно помнить: если  в течение 28 суток среднесуточные температуры могут опускаться ниже 5°C , — бетонировать фундамент не рекомендуется;
  • оставлять малозаглубленные (незаглубленные) фундаменты незагруженными в зимний период — нельзя. Если этого не избежать, то вокруг фунда­мента сооружается теплоизоляционное покрытие. Для этого используют любые материалы, предохраняющие грунт от промерзания, например: опилки, шлак, керамзит и т.п. Выпуски арматуры  утепляют на высоту не менее чем 0,5 м.

Чтобы зимний бетон был крепким, необходимр создать условия или присадки для его вызревания

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
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
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.

Работы должны вестись непрерывно
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.

Итоги

Заливка фундамента зимой — нелегкая задача, но возможная даже своими руками. Понадобятся помощники и тщательная подготовка, но сделать нормальное основание можно и при минусовых температурах. При какой температуре можно заливать бетон? Зависит от его состава, но для частников реально, пусть и с большими затратами, добиться нормального качества при температурах не ниже -10- 5oC. Меньшими затратами обернется заливка при плюсовой температуре днем и заморозках ночами.

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!:

Adblock detector