Cechy wylewania betonu w ujemnych temperaturach bez podgrzewania
W temperaturach poniżej zera twardnienie roztworu betonu staje się problematyczne. Często spotyka się to przy budowie fundamentów jesienią i zimą. Eksperci zapewniają, że wylewanie betonu w ujemnych temperaturach jest możliwe bez podgrzewania, ale spełnione są w tym celu pewne wymagania, aby zapewnić właściwe utwardzenie mieszanki betonowej.
Wpływ temperatury na twardnienie betonu
Beton jest mieszanką kruszyw – piasku i żwiru, łączonych ze sobą stwardniałym mleczkiem cementowym. Gdy wchodzi w reakcję z wodą, nawadnia, a następnie twardnieje z jednoczesnym odparowaniem wody. Siłę krytyczną w normalnej temperaturze uzyskuje się w ciągu jednego lub półtora dnia, w zależności od wilgotności otaczającego powietrza.
Optymalna temperatura reakcji wynosi około 20⁰С, roztwór uzyskuje swoją wytrzymałość projektową w ciągu 28 dni. Aby w pierwszych dniach woda nie parowała zbyt szybko, beton jest pokryty hydroizolacją.
W temperaturze 5⁰С krzepnięcie kompozycji spowalnia 2 razy, a przy zerowej temperaturze nawodnienie ustaje. Jeśli wcześniej osiągnięta zostanie krytyczna wytrzymałość betonu, nic mu się nie stanie, nabierze siły po ociepleniu. Jeśli przed zamrożeniem nie wystąpił zestaw wytrzymałości krytycznej, materiał nie uzyska wymaganych wskaźników i będzie się kruszył po rozmrożeniu. W takim przypadku niemożliwe jest wylewanie betonu jakiejkolwiek marki w temperaturach poniżej zera.
Metody betonowania w warunkach zimowych
Głównym warunkiem prawidłowego wylewania betonu w niskich temperaturach jest zachowanie ciepła wystarczającego do utwardzenia. Popularne sposoby układania zapraw zimą:
- Wstępne podgrzewanie wytworzonej mieszanki;
- Urządzenie niezawodnej izolacji termicznej i pielęgnacji rozwiązania;
- Ogrzewanie elektryczne betonu wylewanego do szalunku;
- Dodatek specjalnych dodatków obniżających temperaturę zamarzania wody i przyspieszających twardnienie.
W ten sposób możliwe jest betonowanie na ulicy zimą bez utraty wskaźników wytrzymałości, ale w tym celu należy przestrzegać wybranych metod. Pod względem kosztów stosowanie opalarek jest najbardziej nieopłacalną opcją, najtańszą metodą jest dodawanie dodatków. Urządzenia grzewcze i termoizolacyjne są opcjami pośrednimi.
Wzrost temperatury podczas ugniatania
Aby wylać beton w temperaturach poniżej zera, elementy są podgrzewane. Wypełniacze są podgrzewane do 55-60⁰С, a do roztworu podaje się wodę o temperaturze 90⁰С. Cement przed dodaniem jest podgrzewany do temperatury pokojowej, w przeciwnym razie traci swoje właściwości wiążące. Przed ułożeniem temperatura roztworu nie powinna być niższa niż 35⁰С.
Podczas mieszania wymagane jest użycie betoniarki, do której najpierw dostarczana jest podgrzana woda, następnie wypełniacze, a dopiero potem cement. Podczas wylewania takiej mieszanki energia cieplna monolitu wystarcza do uzyskania wytrzymałości krytycznej, biorąc pod uwagę fakt, że podczas hydratacji cementu uwalniane jest dodatkowe ciepło.
Ogrzewanie i izolacja rozwiązania
W bardzo niskich temperaturach podgrzana mieszanka wymaga dodatkowej izolacji lub ogrzewania. Bardziej ekonomiczne jest izolowanie za pomocą niedrogich materiałów termoizolacyjnych, które nie wymagają dodatkowych źródeł energii. Siano lub słomę wykłada się na betonowej powierzchni, stosuje się stare szmaty, torf, folię lub koce termoizolacyjne. Czasami układa się tak zwane „szklarnie”, podobne do szklarni.
W przypadku betonowania w temperaturach poniżej -5⁰С wymagane będzie dodatkowe ogrzewanie. W tym celu stosuje się następujące technologie:
- Ogrzewanie opalarkami lub piecami pod szklarniami. Jest to kosztowna metoda, która wymaga stałego dodatkowego nawilżenia. Nadaje się do witryn, które nie mają prądu.
- Zastosowanie termomatów zasilanych energią elektryczną. Układa się je na powierzchni wylanego betonu i podłącza do źródła zasilania. Wymaga dużej ilości energii elektrycznej.
Promienniki podczerwieni montuje się nad zalaną powierzchnią lub wokół szalunku, intensywność i kierunek nagrzewania reguluje się odbłyśnikami. Nadaje się do pionowych i niedostępnych konstrukcji. - Do ogrzania wybetonowanego obszaru stosuje się specjalne kable lub elektrody, przez które przepływa prąd elektryczny. Technika jest wygodna w użyciu, ale wymaga dużych ilości energii elektrycznej. Instalacja systemu elektrod jest bardziej kosztowna, ponieważ rezystancja roztworu, który sam jest przewodnikiem, wzrasta wraz z wysychaniem.
Wprowadzenie dodatków
Poprawa właściwości roztworu specjalnymi dodatkami jest najwygodniejszą i najbardziej ekonomiczną metodą nalewania roztworu zimą. Stosując go w połączeniu z ogrzewaniem można przyspieszyć prace i poprawić jakość betonu. Istnieją dwa główne rodzaje dodatków do wylewania zaprawy betonowej zimą:
- Związki obniżające temperaturę zamarzania wody. Roztwór twardnieje dość długo, ale woda nie krystalizuje, więc jakość betonu nie ucierpi. Aby przyspieszyć reakcję, wymagana jest izolacja termiczna. W tym charakterze stosuje się sole wapniowe lub sodowe oraz potaż, które zapobiegają krystalizacji wody.
- Dodatki zwiększające szybkość utwardzania roztworu. Skracają czas potrzebny na uzyskanie przez beton wytrzymałości krytycznej, dzięki czemu woda w podgrzanej mieszaninie nie ma czasu na krystalizację. Stosuje się azotyn wapnia, ten sam potaż, sole wapnia zmieszane z mocznikiem.
Ilość dodatków uzależniona jest od zakresu temperatur, w jakich wylewana będzie konstrukcja betonowa. Od -5 do -10⁰С dodać do 5-8% masy cementu. Wraz ze spadkiem temperatury do -15⁰С stężenie wzrasta do 10% masy dodawanego cementu, a do -25⁰С należy dodać co najmniej 15% dodatków.
Ogólne zalecenia dotyczące nalewania
Aby osiągnąć maksymalną wytrzymałość, musisz wiedzieć, w jakiej temperaturze wylewać beton i jakie są najlepsze metody jego utwardzania. Ponadto wymagane jest odpowiednie przygotowanie szalunków. Przed wylaniem roztworu należy go dokładnie oczyścić z mrozu. Grunt i zbrojenie należy rozgrzać, do czego stosuje się piecyki, opalarki, promienniki podczerwieni i inne urządzenia. Dlatego nie zaleca się wykonywania fundamentów płytowych w niskim zakresie temperatur, ponieważ trudno jest całkowicie ogrzać wszystkie elementy na dużej powierzchni.
Praca z podkładem paskowym przy takiej pogodzie jest całkiem możliwa. Aby to zrobić, musisz stopniowo rozgrzewać rów, wlewając do niego beton. Po wylaniu obowiązkowym krokiem jest wysokiej jakości izolacja termiczna. Proces trwa do zamknięcia obwodu. Dzięki zastosowaniu dodatków w zaprawie betonowej i wysokiej jakości izolacji, podkład listwowy można wylewać w temperaturach do -15⁰С.
Przy pracach przy układaniu betonu, niezależnie od rodzaju konstrukcji, potrzebna jest ciągłość pracy do momentu całkowitego wylania monolitu. Aby pomyślnie zakończyć pracę, konieczne jest obliczenie podaży wymaganej ilości roztworu i optymalnej liczby pracowników.
Wypełnianie części może prowadzić do nierównomiernych właściwości konstrukcji i obniżenia jej jakości.
Przed wlaniem roztworu do szalunku należy upewnić się, że jego temperatura jest optymalna – w okolicach 38 ° C. Jeśli przekroczy 40 stopni, szybkość utwardzania zmniejszy się z powodu spadku jakości cementu. W rezultacie osiągnięcie wytrzymałości krytycznej zajmie zbyt dużo czasu, płyn w roztworze może zamarznąć, a beton straci swoje właściwości.
Odpowiadając na pytanie, czy zimą można wylewać beton, można powiedzieć – zdecydowanie tak. Przy odpowiednim podejściu technologicznym prace te można prowadzić w najniższych temperaturach. Układanie bez dodatkowego ogrzewania można przeprowadzić przy niewielkich mrozach, będzie to wymagało dobrej izolacji termicznej i wstępnego podgrzania roztworu betonowego.
W niskich temperaturach wymagane jest dodatkowe ogrzewanie masy betonowej. Wykonuje się go różnymi metodami, które należy dobrać bezpośrednio na placu budowy. Koszt ogrzewania i izolacji termicznej się opłaca, ponieważ beton niespełniający norm obniży jakość całej konstrukcji.
Wylewanie betonu zimą bez rozgrzewania
Jak wiadomo, w ujemnych temperaturach roztwór betonu twardnieje, delikatnie mówiąc, źle. Szczególnie często ten problem pojawia się podczas wylewania podkładów późną jesienią lub zimą. Według większości ekspertów możliwe jest wylewanie betonu w ujemnych temperaturach bez podgrzewania, ale konieczne jest spełnienie szeregu warunków, w których mieszanka betonowa twardnieje jakościowo w zimnych porach roku.
Jak temperatura wpływa na dojrzewanie betonu?
Beton w swej istocie jest mieszanką wypełniaczy – tłucznia o różnych frakcjach i piasku, które łączy utwardzacz – mleczko cementowe. Po zmieszaniu cementu z wodą rozpoczyna się proces hydratacji, następnie beton w miarę parowania wody stopniowo twardnieje. Beton twardnieje do wytrzymałości krytycznej z reguły w ciągu 24 godzin od momentu wylania. Jednak proces ten może potrwać dłużej, wszystko zależy od temperatury i poziomu wilgotności.
Najlepsza temperatura twardnienia betonu to +20°C, przy której beton zyskuje wytrzymałość obliczeniową na około miesiąc. Aby zapobiec zbyt szybkiemu odparowywaniu wody z powierzchni betonu po wylaniu i pękaniu, jest on pokryty folią.
W temperaturze powietrza 5 ° C kompozycja twardnieje znacznie wolniej – ponad 3 razy. Przy temperaturze 0° proces hydratacji zatrzymuje się całkowicie.
krzywa wytrzymałości betonu
Jeśli beton miał czas na uzyskanie wytrzymałości krytycznej przed spadkiem temperatury, wszystko jest w porządku i będzie nadal twardnieć po wzroście temperatury. W przeciwnym razie materiał nie zyska niezbędnych wskaźników, a po prostu zniknie – po podgrzaniu będzie się kruszyć. W takich przypadkach nierozważne wylewanie betonu dowolnej marki jest surowo zabronione.
Metody wylewania mieszanki betonowej w ujemnych temperaturach
Jednym z głównych warunków pracy z mieszanką betonową w temperaturach ujemnych jest utrzymanie temperatury wystarczającej do uzyskania przez zaprawę wytrzymałości krytycznej. Najczęstsze metody wylewania betonu zimą to:
- Rozgrzej przed wylaniem.
- Zapewnienie dobrej izolacji termicznej i pielęgnacja mieszanki betonowej.
- Ogrzewanie elektryczne betonu wylewanego do szalunku.
- Dodatek specjalnych dodatków chemicznych, które obniżają temperaturę zamarzania wody w roztworze i kilkakrotnie przyspieszają proces krystalizacji.
Tak więc praca z betonem w zimie jest całkiem możliwa bez utraty wytrzymałości i jakości, konieczne jest jedynie przestrzeganie powyższych metod. Najdroższą i nieopłacalną metodą podgrzewania mieszanki betonowej jest użycie opalarek. Najtańszy jest dodatek dodatków chemicznych. Beton grzewczy z izolacją elektryczną i termiczną to opcje pośrednie, które dobiera się w zależności od sytuacji i możliwości finansowych.
Podwyższenie temperatury mieszanki betonowej podczas procesu mieszania
Jednym ze sposobów pracy z mieszanką betonową w ujemnej temperaturze jest podgrzewanie składników podczas procesu mieszania. Wypełniacze – piasek i kruszony kamień są podgrzewane do temperatury 55-60 ° C, a woda dostarczana do roztworu jest podgrzewana prawie do wrzenia – 90 ° C. Jeśli chodzi o cement, jest on podgrzewany do temperatury pokojowej, w przeciwnym razie straci swoje właściwości. Temperatura gotowej mieszanki betonowej przed wylaniem musi wynosić co najmniej 35°C.
Do przygotowania mieszanki potrzebna jest betoniarka, do której najpierw dostarczana jest gorąca woda, następnie stopniowo dodawane są wypełniacze, a na końcu dodawany jest cement. Przy tej metodzie przygotowania mieszanki betonowej ciepło monolitu wystarcza, aby beton uzyskał wytrzymałość krytyczną, biorąc pod uwagę, że podczas hydratacji cementu uwalniane jest również dodatkowe ciepło.
Izolacja, ogrzewanie betonu, dodawanie dodatków
W przypadku silnych mrozów mieszanka betonowa wymaga dodatkowej izolacji i ogrzewania. Z punktu widzenia korzyści ekonomicznych beton najlepiej izoluje się niedrogimi materiałami termoizolacyjnymi, których zastosowanie nie wymaga dodatkowych kosztów. Na betonową powierzchnię kładzie się słomę, siano, stare rzeczy, folię, koce termoizolacyjne – wszystko, co może pomóc zaoszczędzić cenne ciepło. Czasami robią tak zwane „szklarnie” – konstrukcje podobne do szklarni, w których zainstalowane są opalarki.
Podgrzewanie mieszanki betonowej elektrodami
Gdy konieczna jest praca z betonem w temperaturze -5 ° C i niższej, wymagane będzie dodatkowe ogrzewanie. Aby to zapewnić, stosuje się następujące metody:
- Ogrzewanie betonu opalarką lub specjalnym piecem pod „szklarnią”. Jest to jedna z najbardziej czasochłonnych i kosztownych metod, wymagająca stałego nawilżania powierzchni i kontroli źródeł ciepła. Najczęściej używany na budowach, na których nie było jeszcze prądu.
- Korzystanie z termostatów elektrycznych. Ułożone są na wilgotnej betonowej powierzchni i podłączone do źródła energii elektrycznej. Korzystanie z termomatów wymaga dużej ilości energii elektrycznej.
- emitery podczerwieni. Montuje się je nad powierzchnią betonu lub w pobliżu szalunku. Siłę nagrzewania i jego kierunek reguluje się za pomocą odbłyśników. Ta metoda jest bardziej odpowiednia dla konstrukcji pionowych znajdujących się w trudno dostępnych miejscach.
- Do podgrzania betonu często stosuje się specjalne elektrody lub kable, przez które przepływa prąd elektryczny. Ta metoda jest wygodna, ponieważ nie wymaga dużo energii. Ale dotyczy to tylko kabli. Więcej energii zużywa się na ogrzewanie elektrodami, ponieważ roztwór, który jest przewodnikiem w swojej surowej postaci, ma duży opór po wyschnięciu.
Najprostszym, najskuteczniejszym i najbardziej ekonomicznym sposobem zachowania właściwości mieszanki betonowej zimą jest dodanie specjalnych dodatków. Stosowany jest zarówno samodzielnie, jak i w połączeniu z ogrzewaniem i izolacją termiczną. Istnieje kilka rodzajów dodatków do pracy z betonem zimą:
- Dodatki obniżające temperaturę zamarzania wody. Po dodaniu takiego dodatku wydłuża się czas krzepnięcia roztworu, ale woda nie zamarza, dzięki czemu beton nie traci swoich właściwości i ma czas na uzyskanie wytrzymałości krytycznej. W celu przyspieszenia procesu krzepnięcia stosuje się dodatkową izolację termiczną – sole sodowe lub wapniowe oraz potaż, które zapobiegają krystalizacji wody.
- Dodatki skracające czas krystalizacji betonu. W rezultacie woda we wstępnie podgrzanej mieszaninie po prostu nie ma czasu na krystalizację, a beton zyskuje krytyczną wytrzymałość. Jako takie dodatki stosuje się sole wapnia, mocznik, a także azotyn wapnia i potaż.
Ile trzeba dodać dodatków do betonu, zależy od temperatury otoczenia. Tak więc w temperaturze od -5 do -10°C do roztworu dodaje się 5-8% wagowo dodatków do cementu. W temperaturach poniżej -15°C stężenie wzrasta do 10% masy cementu, do -25°C dodaje się 15% lub więcej.
Ogrzewanie betonu za pomocą opalarek
Ogólne zalecenia przy pracy z betonem w warunkach ujemnych temperatur
Oprócz znajomości i stosowania metod nagrzewania i termoizolacji betonu niezbędne jest również odpowiednie przygotowanie szalunku. Przed wylaniem roztworu wnętrze szalunku jest dokładnie oczyszczane z lodu. Grunt i kształtki ogrzewane są wszystkimi dostępnymi metodami – piecykami, opalarkami, promiennikami podczerwieni itp. Generalnie nie zaleca się wylewania płyt fundamentowych na mrozie, ponieważ bardzo trudno jest ogrzać wszystkie elementy.
Jeśli chodzi o podkład paskowy, tutaj wszystko jest trochę prostsze – wykop stopniowo się nagrzewa, po czym wlewa się do niego beton. Po wylaniu koniecznie układana jest wysokiej jakości izolacja termiczna. Proces jest kontynuowany w sposób ciągły na całym obwodzie, aż do zamknięcia. Jeśli dodasz dodatki do roztworu i zapewnisz wysokiej jakości izolację termiczną, wówczas podkład listwowy można bezpiecznie wylać w temperaturach do -15 ° C.
Jednym z kluczowych punktów pracy z betonem zarówno w ciepłych, jak i zimnych porach roku jest ciągłość. Innymi słowy, praca powinna być kontynuowana, aż monolit zostanie całkowicie wylany. Jeśli beton zostanie wylany w częściach, doprowadzi to do obniżenia jakości konstrukcji.
Przed wylaniem betonu do szalunku upewnij się, że jego temperatura wynosi co najmniej 38°C. Jeśli temperatura jest wyższa niż 40°C, beton będzie twardniał wolniej.
Stąd odpowiedź na pytanie: czy można wylewać beton zimą – zdecydowanie tak. Przy zachowaniu wszystkich powyższych metod i warunków odlewanie można prowadzić w bardzo niskich temperaturach.
O wszystkich sposobach podgrzewania betonu w zimie przeczytaj tutaj.
Ceny opalarek
Wideo: Dodatek przeciw zamarzaniu. Jak betonować zimą bez rozgrzewania?:
