Температура бетона при заливке: время схватывания и набора прочности
время схватывания и набора прочности
Срок твердения бетона
Подавляющее большинство самодеятельных строителей считают по не совсем понятным причинам, что за окончанием укладки в опалубку либо завершением работ по выравниванию стяжки процесс бетонирования законченным. Между тем, время схватывания бетона значительно больше, чем время на его укладку. Бетонная смесь – живой организм, в котором по окончании укладочных работ происходят сложные и протяженные по времени физико-химические процессы, связанные с превращением раствора в надежную основу строительных конструкций.
Прежде чем производить распалубку и наслаждаться результатами приложенных усилий, нужно создать максимально комфортные условия для созревания и оптимальной гидратации бетона, без которой невозможно достижение требуемой марочной прочности монолита. Строительные нормы и правила содержат выверенные данные, которые приведены в таблицах времени схватывания бетона.
Температура бетона, С | Срок твердения бетона, сутки | ||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 14 | 28 | |
Прочность бетона, % | |||||||||
0 | 20 | 26 | 31 | 35 | 39 | 43 | 46 | 61 | 77 |
10 | 27 | 35 | 42 | 48 | 51 | 55 | 59 | 75 | 91 |
15 | 30 | 39 | 45 | 52 | 55 | 60 | 64 | 81 | 100 |
20 | 34 | 43 | 50 | 56 | 60 | 65 | 69 | 87 | — |
30 | 39 | 51 | 57 | 64 | 68 | 73 | 76 | 95 | — |
40 | 48 | 57 | 64 | 70 | 75 | 80 | 85 | — | — |
50 | 49 | 62 | 70 | 78 | 84 | 90 | 95 | — | — |
60 | 54 | 68 | 78 | 86 | 92 | 98 | — | — | — |
70 | 60 | 73 | 84 | 96 | — | — | — | — | — |
80 | 65 | 80 | 92 | — | — | — | — | — | — |
Содержащиеся в официальных таблицах данные, конечно, должны служить ориентиром при самостоятельном обустройстве бетонных или железобетонных конструкций. Но применение таких данных должно происходить в плотной практической привязке к реальным условиям строительства.
Уход за бетоном после заливки: основные цели и методы
Процессы, связанные с проведением мероприятий, которые предшествуют распалубке, содержат несколько технологических приемов. Цель выполнения таких мероприятий одна – создание железобетонной конструкции, максимально соответствующей по своим физико-техническим свойствам параметрам, которые заложены в проект. Основополагающим мероприятием, безусловно, является уход за уложенной бетонной смесью.
Уход заключается в выполнении комплекса мероприятий, которые призваны создать условия, оптимально соответствующие происходящим в смеси физико-химическим преобразованиям, во время набора прочности бетона. Неукоснительное следование предписанным технологией ухода требованиям позволяет:
- свести к минимальным значениям усадочные явления в бетонном составе пластического происхождения;
- обеспечить прочностные и временные значения бетонного сооружения в параметрах, предусмотренных проектом;
- предохранить бетонную смесь от температурных дисфункций;
- препятствовать прелиминарному отвердению уложенной бетонной смеси;
- предохранить сооружение от различного происхождения воздействий механического или химического генеза.
Процедуры ухода за свежеобустроенной железобетонной конструкцией следует начинать непосредственно по окончании укладки смеси и продолжаться до тех пор, пока ей не будет достигнуто 70 % прочности, предусмотренной проектом. Это предусматривается требованиями, изложенными в пункте 2.66 СНиПа 3.03.01. Распалубку можно провести и в более ранние сроки, если это обосновано сложившимися параметрическими обстоятельствами.
После окончания укладки бетонной смеси следует провести осмотр опалубочной конструкции. Цель такого осмотра – выяснение сохранения геометрических параметров, выявление протечек жидкой составляющей смеси и механических повреждений элементов опалубки. С учетом того, сколько времени застывает бетон, точнее сказать – с учетом времени его схватывания, проявившиеся дефекты необходимо устранить. Среднее время, за которое может схватиться свежеуложенная бетонная смесь, составляет около 2-х часов, в зависимости от температурных параметров и марки портландцемента. Конструкцию необходимо предохранять от любого механического воздействия в виде ударов, сотрясений, вибрационных проявлений столько, сколько времени сохнет бетон.
Стадии набора прочности бетонной конструкцией
Бетонная смесь любого состава имеет свойство схватываться и получать необходимые прочностные характеристики при прохождении двух стадий. Соблюдение оптимального соотношения временных, температурных параметров и значений приведенной влажности имеет определяющее значение для получения монолитной конструкции с запланированными свойствами.
Стадийные характеристики процесса заключаются в:
- схватывании бетонного состава. Время предварительного схватывания не велико и составляет ориентировочно 24 часа при средней температуре +20 Со. Начальные процессы схватывания происходят в течение первых двух часов по затворении смеси водой. Окончательное схватывание происходит, как правило, в течение 3–4 часов. Применение специализированных полимерных добавок позволяет, при определенных условиях, период начального схватывания смеси сократить до нескольких десятков минут, но целесообразность такого экстремального метода бывает оправданной по большей части при поточном производстве железобетонных элементов промышленных конструкций;
- отвердевании бетона.
Бетон набирает прочность, когда в его массе протекает процесс гидратации, иными словами – удаление воды из бетонной смеси. Часть воды при прохождении этого процесса удаляется при ее испарении, другая часть связывается на молекулярном уровне с составляющими смесь химическими соединениями. Гидратация может происходить при неукоснительном соблюдении температурно-влажностного режима отвердевания. Нарушение условий приводит к сбоям в прохождении физико-химических процессов гидратации и, соответственно, к ухудшению качества железобетонной конструкции.
Зависимость времени набора прочности от марки бетонной смеси
Логически понятно, что применение для приготовления бетонных составов разных марок портландцемента приводит к изменению времени твердения бетона. Чем выше марка портландцемента, тем меньше время для набора прочности требуется смеси. Но при использовании любой марки, будь это марка 300 либо 400, не следует прикладывать к железобетонной конструкции значительные механического характера нагрузки раньше, чем по истечении 28 дней. Хотя время схватывания бетона по таблицам, приведенным в строительных правилах, может быть и меньше. Особенно это касается бетонов, приготовленных с применением портландцемента марки 400.
Марка цемента | Время твердения различных марок бетона | |||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|
за 14 суток | за 28 суток | |||||||
100 | 150 | 100 | 150 | 200 | 250 | 300 | 400 | |
300 | 0.65 | 0.6 | 0.75 | 0.65 | 0.55 | 0.5 | 0.4 | — |
400 | 0.75 | 0.65 | 0.85 | 0.75 | 0.63 | 0.56 | 0.5 | 0.4 |
500 | 0.85 | 0.75 | — | 0.85 | 0.71 | 0.64 | 0.6 | 0.46 |
600 | 0.9 | 0.8 | — | 0.95 | 0.75 | 0.68 | 0.63 | 0.5 |
Проектирование, строительство и окончательное обустройство любых построек с применением железобетонных компонентов требует внимательного отношения ко всем стадиям возведения. Но от тщательности изготовления бетонных составляющих, в особенности фундаментов, в значительной степени зависит долговечность и надежность всего сооружения. Соблюдение сроков, за какое время схватываются бетонные смеси и составы, можно с уверенностью назвать основой успеха в любом строительном процессе.
Температуры перевозки, заливки, набора прочности и плавления бетона
Температура окружающей среды при укладке бетонной смеси, схватывании, наборе прочности – один из важнейших показателей, влияющих на качество затвердевшего бетона. Существуют оптимальные температуры самой смеси и окружающей среды при ее изготовлении, перевозке, заливке в тонкостенные или массивные конструкции, твердении. Если показатели выше или ниже оптимальных, на помощь приходят различные технологические приемы.
Температура производства и перевозки бетона
В ГОСТе 7473-2010 диапазон температур окружающей среды при изготовлении не определен. В более ранней редакции было указано, что температура бетонной смеси после ее изготовления и при перевозке к месту назначения должна составлять +18…20°C. Отклонения от этих величин не должны превышать 3°C в обе стороны. Подвижность приготовленной смеси определяют при температурах +10…+30°C не позднее, чем через полчаса после ее производства.
При какой температуре заливают бетон?
Оптимальная температура укладки смеси – +15…+20°C. Укладка смеси при более низких температурах приводит к замедлению процесса схватывания и твердения продукта. Если в смесь не входят специальные противоморозные добавки, то падение температуры окружающей среды ниже 0°C приводит практически к остановке твердения продукта. Специалисты считают, что бетон способен выдержать однократное замораживание при условии, что после размораживания температура окружающей среды в течение трех суток должна быть не ниже +10°С.
Максимальная температура бетона при бетонировании массивных конструкций с модулем поверхности менее трех составляет +25°C, с модулем поверхности более трех – +30 °C. При напорном бетонировании температура смеси – +5…+20°C.
График набора прочности бетоном в зависимости от температуры окружающей среды
Нормальными условиями твердения бетона считается диапазон температур +15…+25°C. Если запланировано твердение бетонного продукта при более высоких температурах, вводится повышающий коэффициент на расход цемента:
- +26…+29°C – 1,03;
- +30 и выше – 1,06.
Представление о влиянии температуры на набор прочности бетона обеспечивает следующий график:
Бетонирование в зимних условиях
Бетон можно заливать при температуре окружающей среды не ниже +5°С. Если же этот показатель ниже, то используют различные технологические приемы. Один из них – прогрев смеси, который необходимо продолжать до набора бетоном критической прочности. Значение критической прочности устанавливают в проектной документации. Если такая информация в проекте отсутствует, то этот показатель принимают равным 70% от марочной прочности.
Способы прогрева смеси:
- Термос. Этот метод применяется для массивных конструкций. Температура укладываемой смеси в этом случае должна быть +10°C и более. Химическая реакция твердения бетона относится к экзотермическим, то есть проходящим при выделении тепла. При отсутствии теплопотерь температура пластичного материала может достигнуть +70°C. Защита опалубки эффективным теплоизоляционным материалом позволяет сохранить выделяющееся тепло и обеспечить нормальные условия схватывания и твердения пластичного продукта до достижения критической прочности.
- Электронагрев – электродами, индукционный, с помощью электронагревательных приборов. Один из популярных методов – прогрев смеси электродами. Индукционный нагрев сложен в реализации, поэтому применяется редко. К электронагревательным приборам, используемым в этом случае, относятся электроматы, которые раскладываются на поверхности бетонной конструкции и подключаются к бытовой или трехфазной сети.
Для прогрева бетона в тонкостенных конструкциях эффективна технология пароподогрева. Для ее осуществления в опалубке оставляют отверстия, в которые пропускают пар. Температура нагрева смеси – до +80°C. Ее сочетание с благоприятной влажностью обеспечивает ускорение твердения материала. За 2 дня он может набрать такой уровень прочности, для достижения которого в нормальных условиях понадобится не менее недели.
Какие высокие температуры выдерживает бетон?
Бетон боится не только низких, но и слишком высоких температур. При температуре воздуха выше +35°C и влажности менее 50% происходит быстрое испарение влаги из бетонной смеси, что затрудняет процесс гидратации вяжущего. Для понижения температуры приготовленной смеси используют охлажденную воду или воду, смешиваемую со льдом. В этом случае необходимо обеспечить герметичность и водонепроницаемость опалубки, чтобы не допустить потерь влаги.
Какова температура плавления бетона?
Этот строительный материал относится к огнеупорным и пожаробезопасным, что повышает его популярность в гражданском и промышленном строительстве. При пожаре по внешнему виду бетона можно определить примерную температуру пламени и подобрать лучший способ его тушения:
- +300°C – материал приобретает розоватый оттенок, на его поверхности осаждаются продукты горения;
- +400…+600°C – бетонная конструкция имеет красноватый оттенок, сажа выгорает;
- более +600°C – бетон становится светло-серым.
Бетон под воздействием огня разрушается медленно, постепенно. Если пожар длится долго, то в структуре бетонного элемента появляются трещины. Температура полного плавления этого материала составляет +1200°C.
Поделиться ссылкой:Производим и предлагаем продукцию:
Читайте также:
При какой температуре можно заливать фундамент
От прочности фундамента напрямую зависит надежность и долговечность всего строения. Планируя подобный «нулевой» цикл строительных работ, необходимо учитывать множество факторов. Особенно важное значение приобретает информация, при какой температуре можно заливать фундамент.
Если не учесть погодные условия во время процесса заливки фундамента, качество и марку раствора, применение добавок, которые способны понизить температурную кристаллизацию воды, мероприятия по поддержанию необходимых режимов для созревания бетона, то работа может быть проведена напрасно, и возведенная основа здания начнет крошиться сразу же после затвердевания.
Некоторые владельцы загородных участков торопятся возводить на своей новообретенной территории капитальные сооружения, не обращая внимания на время года. В некоторых, довольно редких случаях это бывает оправдано, однако, сложностей при таком подходе немало, и они начинаются уже на стадии подготовительных работ.
Подготовка к заливке фундамента
Вне зависимости от времени года подготовительные мероприятия будут включать целый перечень обязательных работ:
- Место, где будет устраиваться фундамент под возведение сооружения, должно быть очищено от верхнего слоя почвы и размечено соответствующим образом.
Снять верхние слои грунта в морозную погоду – достаточно трудоемкая задача.
- Когда общее место будет определено, производится разметка внутренних границ траншеи, которую необходимо вырыть под фундамент. Глубина ее должна составлять от 500 до 800 мм — эта величина будет зависеть от типа грунтов местности, где ведется строительство, глубины их промерзания, особенностей возводимого здания (его этажности, материала стен и крыши и т.п.) Землеройную технику для отрывки узких и достаточно глубоких траншей с ровными стенками применить можно далеко не всегда. Ручное же выкапывание мёрзлого грунта – еще одна сложность при проведении зимних работ.
- На дно котлована-траншеи укладывается гидроизолирующая и укрепляющая подушка. Первым укладывается песок и хорошо утрамбовывается, толщина слоя может быть от 100 до 150 мм. На него засыпается щебенка и тоже хорошо уплотняется. Очень часто зимой и песок, и гравий находятся в «прихваченном» морозом состоянии. Существует большая вероятность, что с подъемом температуры подушка может потерять необходимую плотность, даже при самом качественной трамбовке.
- Кроме того, нет полной уверенности, что при общем оттаивании грунта весной и возможных при этом его движениях всю конструкцию возводимого фундамента не «поведет», а это может привести к образованию внутренних напряжений и трещин.
- Следующим шагом идет установка опалубки из досок или деревянных щитов, которая гидроизолируется плотной полиэтиленовой пленкой. На сильном морозе полиэтилен нередко теряет эластичность, становится ломким, и гидроизоляция может получить повреждения.
- Может использоваться и несъемная опалубка из экструдированного пенополистирола, которая, помимо своей прямой функции, выполняет еще и роль утеплителя.
- Далее, в опалубку необходимо установить арматурную конструкцию, которая сваривается или скручивается стальной проволокой. Арматура для этой конструкции берется толщиной от 10 до 15 мм.
Нельзя забывать, что арматурная сталь имеет достаточно значительный коэффициент линейного термического расширения. Сваренный на сильном морозе арматурный каркас обязательно будет стремиться к изменению размеров при повышении температур. Это – еще одна весомая «добавка» к ненужным внутренним напряжениям конструкции фундамента.
Тем не менее, как уже упоминалось, бывают ситуации, когда, в силу тех или иных причин, возведение фундамента в зимний сезон является оправданным:
- Это может быть вызвано особенностями грунтов. Если в местности, где проводится стройка, преобладают песчаные сыпучие грунты, то, лучше проводить возведение фундамента в промерзлой твердой почве, которая сохраняет нужную для котлована форму.
- Не следует сбрасывать со счетов невозможность проведения стройки летом по причине особых климатических условий региона.
- В ряде местностей из-за слабой развитости дорожных сетей доставка больших объемов строительных материалов или передвижение тяжелой специальной техники возможно лишь по замерзшему грунту.
- Иногда к зимней стройке прибегают в целях экономии средств, так как в этот период снижаются цены на необходимые материалы. Это будет выгодно в том случае, если работа будет проводиться самостоятельно.
- Часто появляется возможность экономии за счет снижения строительными фирмами стоимости услуг, в связи с резким снижением спроса на их деятельность в холодное время года.
Когда все подготовительные процессы будут закончены, можно рассчитывать густоту и состав раствора, параметры которого будут зависеть от температуры, при которой он будет заливаться в опалубку.
Заливка фундамента бетоном
- Когда бы не проводилась заливка, раствор для фундамента не должен быть слишком тонкий, поэтому его чаще всего изготавливают из цемента и средней величины щебенки.
- Часто в раствор добавляют пластификаторы, которые улучшают состояние и прочность бетона, увеличивают его сцепление с арматурными конструкциями, повышает влагостойкость фундамента.
Кроме этого, как утверждают производители, при заливке пластификаторы снижают расход цементного раствора на 20%.
Благодаря тому, что пластификаторы положительно влияют на морозостойкость раствора, их очень часто добавляют и в тех случаях, когда приходится заливать фундамент при отрицательных температурах воздуха.
Оптимальные условия для заливки бетона — температура от 15 до 25 градусов- По всем рекомендациям заливка бетона должна производиться при температуре не ниже 5 градусов – это, по сути, является критическим показателем для нормального созревания. Однако, и летняя жара тоже мало подходит для проведения этих строительных процессов. Оптимальным температурным режимом для заливки раствора в котлован является +15 ÷ 25 градусов. Такие условия позволят получить без лишних затрат и технологических приемов максимально прочную основу под возведение стен и в минимальные сроки.
Каковы общие рекомендации по заливке бетонного фундамента:
- В случае, когда раствор изготавливается самостоятельно прямо на строительной площадке, все используемые для него материалы не должны быть в замороженном состоянии и не должны иметь в своем составе снега или кристаллов льда. Поэтому лучше их приобретать в фирмах, которые гарантированно обеспечивают им должное хранение.
- Раствор необходимо заливать и распределять по опалубке быстро, чтобы мороз не успел схватить влагу в растворе. Поэтому заливка всего объема бетона производится в таких условиях только за один раз. Если фундамент имеет большой объем и площадь, то лучше воспользоваться предложениями профильных фирм, которые занимаются изготовлением, доставкой и выгрузкой необходимого раствора в подготовленную опалубку.
- Не рекомендовано проводить заливку бетона слоями, так как между ними, благодаря низким температурам, могут образоваться щели, что сделает фундамент менее прочным.
Если обстоятельства сложились таким образом, что приходится проводить работы в условиях критических температур, нужно знать, что процессы схватывания и затвердевания будут увеличены в несколько раз. Поэтому заливка фундамента в зимний период проводится только при крайней необходимости.
Ниже приведена таблица, из которой наглядно видно, как влияет температура окружающей среды на время созревания и полного набора необходимой прочности обычного бетонного раствора марки М200 – М300, изготовленного на основе портландцемента М-400 или М-500.
срок твердения бетона, суток | -3° С | 0° С | +5° С | +10° С | +20° С | +30° С |
---|---|---|---|---|---|---|
1 | 3% | 5% | 9% | 12% | 23% | 35% |
2 | 6% | 12% | 19% | 25% | 40% | 55%٭ |
3 | 8% | 18% | 27% | 37% | 50%٭ | 65% |
5 | 12% | 28% | 38% | 50%٭ | 65% | 80%٭٭ |
7 | 15% | 35% | 48%٭ | 58% | 75%٭٭ | 90% |
14 | 20% | 50%٭ | 62% | 72%٭٭ | 90% | 100% |
28 | 25% | 65% | 77%٭٭ | 85% | 100% | — |
Примечания:
— процентные показатели рассчитаны в соотношении к эталонной прочности созревшего бетона данной марки.
— под значками (٭) указаны так называемые условные нормативно-безопасные сроки проведения распалубки залитой бетонной конструкции.
— значки (٭٭) – это сроки созревания для начала полностью безопасных дальнейших работ.
Чтобы обеспечить необходимый минимально допустимый температурный режим используют несколько технологий:
- Процесс проводится с подогреванием арматурной конструкции либо с установкой специальных обогревательных кабелей. В этом случае к фундаменту должно быть подведено соответствующее электрическое напряжение. Существует несколько технологий, как с применением токов высокого напряжения (до 380 вольт) так и низкоточные (12 вольт). Разогревшись, арматурная конструкция или греющий кабель не дадут смерзнуться влажному, не схватившемуся раствору.
Однако, такие методы оправданы только при масштабном промышленном строительстве – подобные технологии являются весьма опасными и требующими высочайшей квалификации специалистов. Кроме того, немаловажной будет являться затрата большого количества электроэнергии, а значит придется заплатить изрядную сумму. В итоге суммарный бюджет такого обустройства фундамента вряд ли приемлем для среднестатистического российского частного застройщика.
Технология электрического подогрева созревающего бетона достаточно сложна, дорога, требует обязательного участия специалистов- Можно воспользоваться и другой технологией — это использование для устройства фундамента несъемной утепленной опалубки.
Для этого способа используются пустотелые блоки из экструдированного пенополистирола, которые удобно устанавливать друг на друга, благодаря имеющимся зубцам на боковых и верхних поверхностях. Они идеально совмещаются друг с другом, не оставляя щелей (своеобразный аналог детского конструктора «Lego»). Во внутреннее пространство устанавливают арматурные конструкции, которые придают фундаменту требуемую общую жесткость.
Несъемная ЭППС-опалубка решает проблему утепления лишь отчастиПенополистирол с фундамента не снимают, а после затвердевания бетона поверхность затягивается армирующей сеткой-серпянкой, штукатурится и гидроизолируется.
Однако, такой подход лишь уменьшит негативное влияние отрицательных температур при созревании бетона, но не снимет проблему полностью.
- В любом случае для надежного схватывания залитого фундамента при минусовых температурах, сверху он обязательно закрывается плотной полиэтиленовой пленкой. Для этого возводят над ним временное сооружения из дерева или арматурных прутьев, которое также затягивают полиэтиленом. В получившемся закрытом помещении, внешне напоминающим парник, поддерживают необходимую для качественного застывания температуру с помощью тепловых пушек. Понятно, что и это потребует очень существенным материальных затрат.
Как можно убедиться, даже с экономической точки зрения проведение работ по заливке фундамента в зимнее время вызывает большие опасения. Поэтому прежде чем начинать такую работу во время холодов, нужно очень тщательно взвесить все финансовые риски и оправданность подобной спешки.
Видео: работы по «зимней» укладке бетона в фундамент
Цены на цемент
Цемент
Являются ли «панацеей» противоморозные добавки?
Бытует весьма распространённое мнение, что проблему зимней заливки бетонного фундамента вполне можно решить использованием специальных соляных присадок в подготавливаемый раствор. Если судить по многочисленной рекламе, то стоит добавить этот компонент при замешивании, а дальше все пойдет своим чередом С этим стоит разобраться поподробнее.
Видео: один из вариантов противоморозной добавки в бетон
Цены на различные виды противоморозной добавки в бетон
Противоморозная добавка в бетон
Прежде всего, необходимо уяснить, как, собственно, происходит процесс твердения и созревания бетонного камня.
Когда раствор залит в опалубку, он проходит до готовности через две стадии — это схватывание и отвердевание.
- Схватывается залитый бетон в течение 24 ÷ 30 часов. За это время жидкая консистенция переходит в твердое состояние, однако, она еще не имеет достаточной прочности. Именно в этот период начинают формироваться кристаллические связи, происходит связывание свободной воды и цементных составляющих раствора.
- Далее начинается второй этап — это окончательное отвердение, созревание и упрочнение бетонной конструкции — он проходит в течение намного более длительного срока. Этот период зависит от нескольких факторов, таких, как марка приготовленного раствора, уровень влажности и температурный режим, а также наличие специальных упрочнительных добавок.
Как говорилось выше, оптимальная температура для химических реакций обоих процессов варьируется от 15 до 25 градусов. Чем выше она в этом диапазоне, тем быстрее пройдет окончательная кристаллизация, переход воды в гелеобразное состояние. Но даже в оптимальных условиях о готовности фундамента можно говорить не ранее, чем через 4 недели – основа полностью готова для возведения стен.
Опасность отрицательных температур кроется в нескольких причинах:
- Во-первых, расширение замерзшей несвязанной цементом воды вызывает внутренне давление на пористую структуру бетона, что приводит к его разрушению. Особенно это становится заметным после повышения температуры до положительных отметок – такой бетон по прочности ни идет ни в какое сравнение с «нормальным».
- Во-вторых, сам по себе сложный химический процесс гидратации цемента требует определенного температурного режима. Уже при температуре ниже +5° С активность этих процессов снижается до критических отметок, и чем холоднее, тем более вялотекущим будет созревание бетона. И даже в этом случае такой «прерывистый» процесс существенно ухудшает качество готовой бетонной конструкции.
Чтобы в какой-то мере минимизировать негативное влияние мороза и разработаны специальные добавки. Технологи пытаются таким образом решить обе проблемы. Добавлением солевых растворов повышают плотность воды, резко снижая температуру ее кристаллизации. Специальные присадки, кроме того, предназначены для своеобразной катализации и дополнительного вовлечения воздуха в процессы химического вызревания бетонного камня в условиях отрицательных температур. Обычно подобные составы изготавливаются на основе поташа, лигносульфоната, гидрохлорида кальция, нитрита или формиата натрия.
В качестве добавки часто применяется нитрит натрияОднако, если с замерзанием воды вопрос в той или иной мере решается положительно, то «обмануть» законы химии гораздо сложнее. Процесс созревания все равно не отличается быстротой, и занимает намного больше времени, нежели в оптимальных условиях.
В таблице ниже для примера показаны ориентировочные сроки вызревания бетона в условиях отрицательных температур с применением противоморозных добавок:
Тип противоморозной добавки | средняя температура во время созревания | 1 неделя | 2 недели | 4 недели | 3 месяца |
---|---|---|---|---|---|
Нитрит натрия | -5° С | 30% | 50% | 70% | 90% |
-10° С | 20% | 35% | 55% | 70% | |
-15° С | 10% | 25% | 35% | 50% | |
Поташ | -5° С | 50% | 65% | 85% | 100% |
-10° С | 30% | 50% | 70% | 90% | |
-15° С | 25% | 40% | 60% | 80% | |
-20° С | 23% | 35% | 55% | 70% | |
-25° С | 20% | 30% | 50% | 60% |
Можно убедиться, что даже при — 5° о полной готовности бетонной конструкции может идти речь только спустя 3 месяца. При более холодной атмосфере срок еще больше возрастает.
Возникает вполне резонный вопрос: имеет ли для хозяина индивидуального участка смысл «завязываться» с зимней укладкой фундамента (если это не вызвано какими-то особыми обстоятельствами), тратить на это значительные материальные средства, физические усилия, если реальный выигрыш по времени практически недостижим. Тем более, что и с противоморозными добавками тоже все обстоит не так просто:
- Некоторые виды добавок вызывают активные коррозионные процессы на металлическом арматурном каркасе. Не все марки сталей подойдут для этих целей.
- Замешивание «зимнего» бетонного раствора – намного сложнее, нежели обычного. Провести такую работу вручную – попросту невозможно, так как требуется особо тщательное перемешивание компонентов до абсолютно однородной консистенции. Время замеса значительно возрастает, компоненты должны пройти определенную подготовку (разогрев до нужной температуры), необходим строго выверенный порядок подачи материалов в смеситель и т.д. нужна очень точная дозировка дополнительных присадок, зависящая и от марки бетона, и от температуры воздуха – здесь требуется профессиональный подход. Как вариант – доставка готового модифицированного раствора, изготовленного в заводских условиях – но это опять упирается в вопрос рентабельности подобного строительства.
- Даже с использованием присадок температура ниже -20° С все рано является критичной, а подобное резкое падение зимой, например, в ночное время – отнюдь не редкость.
- Нельзя заливать подобные растворы и в том случае, если внезапно началась оттепель, пошел дождь или относительная влажность воздуха подскочила выше отметки в 60%.
- Применение таких добавок вовсе не освобождает от необходимых мероприятий по устройству «парника» после заливки, и поддержания нужной температуры с помощью тепловых пушек. Если это невозможно, то фундамент придется закрыть утеплителями (например, слоем сухих опилок, травы или дернины, толщиной порядка 300 мм, а потом укрыть до созревания пленкой. Проводить распалубку все равно, скорее всего, придется только весной, по окончанию устойчивых холодов.
Уход за залитым фундаментом
Было бы серьезной ошибкой полагать, что даже в идеальных условиях можно лишь залить опалубку бетоном, а потом дожидаться результатов созревания. Как бы это странно ни звучало, но свежезалитый фундамент всегда, при любых обстоятельствах нуждается в определенном уходе. Главными задачами подобных технологических мероприятий являются:
- Сведение к минимуму усадки залитой бетонной конструкции.
- Обеспечить наиболее оптимальные режимы для процесса вызревания.
- Максимально предохранить застывающий фундамент от перепадов температур, в том числе – суточных.
- Не допустить пересыхания залитого раствора, быстрого испарения несвязанной воды – это наверняка закончится растрескиванием поверхности.
- Создать защиту незастывшей и не набравшей прочности конструкции от механических повреждений.
Мероприятия по подобному уходу должны начинаться буквально с момента заливки фундамента, и могут считаться полностью исполненными только при наборе бетоном не менее 70% марочной прочности, то есть, при оптимальных сроках для снятия опалубки (как было указано в первой таблице).
- Сразу же после заливки следует убедиться в том, что опалубка не потеряла заданных геометрических форм – до первичного схватывания (первые 1 ÷ 2 часа) еще есть возможность внести коррективы.
- Никто не застрахован от внезапных дождей. Чтобы не допустить размыва неокрепшей поверхности или ее механических повреждений, сразу же после заливки следует укрыть поверхность полиэтиленовой пленкой, мешковиной или брезентом.
- Не стоит забывать, что слишком высокие температуры тоже достаточно губительны для нормального протекания процессов созревания. В первую очередь это связано с активным испарением воды, пересыханием поверхностного слоя и появлением трещин. Обязательно предпринимаются шаги по увлажнению поверхности и удержанию влаги. Помимо закрытия паронепроницаемой пленкой, иногда необходимо прибегать и к более радикальным мерам, например, после первичного схватывания закрывать поверхность слоем хорошо впитывающего влагу материала. Это могут быть мокрые опилки или грубая ткань – создается подобие постоянного влажного компресса под полиэтиленовым покровом.
Одним словом, для каждого температурного режима требуются свои меры по уходу за бетоном. Для удобства выбора необходимых, можно привести следующую таблицу:
Предпринимаемые действия для обеспечения нормального созревания бетона | меньше — 3 ° С | от — 3° до + 5° С | от + 5° до + 10° С | от + 10° до + 15° С | от + 15° до + 25° С | свыше + 25° С |
---|---|---|---|---|---|---|
Прикрытие пленкой, постоянное увлажнение залитой поверхности и опалубки, укрытие бетона влагосберегающим материалом | нет | нет | нет | нет | при выраженной ветренной погоде | всегда |
Прикрытие пленкой, увлажнение поверхности бетона | нет | нет | да | да | да | недостаточно |
Прикрытие пленкой и термоизоляционным матриалом | нет | да | нет | нет | нет | нет |
Прикрытие пленкой и термоизоляционным матриалом, создание парника с поддержанием температуры +10° С в течение минимум 3 дней | да | нет | нет | нет | нет | нет |
Постоянное поддержание тонкого слоя воды на поверхности бетона | нет | нет | да | да | да | да |
Еще несколько важных замечаний:
- Даже если малозаглубленный ленточный фундамент заливался в идеальных для этого условиях, не следует оставлять его «голым» и ненагруженным на зиму. Это неизбежно приведет к началу поверхностных эрозионных процессов, и конструкция потеряет свою прочность, станет трескаться и рассыпаться. Таким образом, необходимо так планировать строительные работы, чтобы в течение сезона перейти и к возведению стен на созданной основе.
- Сразу же после набора бетонной конструкцией необходимой 100% прочности, рекомендовано без отлагательства провести гидроизоляцию и утепление стенок фундамента. Подробнее об этих технологических процессах рассказано в соответствующих статьях нашего портала.
Какой можно сделать общий вывод?
Несмотря на то что современные строительные технологии, в принципе, позволяют проводить заливку фундамента при температурах, достаточно далеких от оптимальных 15—25 градусов, наилучшим вариантом все же будет планирование подобных работ в наиболее благоприятных условиях. Так фундамент получится гарантированно надежный и качественный. Если все же обстоятельства вынуждают проводить «нулевой цикл» в иных условиях, следует точно соблюдать все технологические рекомендации по заливке и уходу за бетоном, применительно к реальному температурному режиму.
Видео: трудоемкость процессов заливки фундамента зимой
При какой температуре можно заливать бетон: цементирование на улице
На окончательный результат процесса бетонирования влияет множество факторов, главным из которых выступают оптимальные температурные показатели. Поэтому стоит изучить, при какой температуре можно заливать бетон, а какая из них пагубно скажется на стойкости полученной конструкции.
Для этого, подробно рассмотрим данное преобразование в различных условиях.
Свойства заливки бетона: влияние сезонных условий на процесс
Основным поприщем использования бетона является заливка фундамента строительных объектов. На завершающем этапе монтажа – схватывание и твердение раствора, показания термометра играют огромную роль. От них зависит временной диапазон окончательного результата и срок эксплуатации полученного залива.
Благоприятной положительной температурой для заливки служит диапазон 3-25 градусов. В связи с этим, строительство объектов популярно весной или летом.
При низкой или отрицательной температуре, т.е. в осенний и зимний период, бетонирование осуществляется также, но во время действий используются специальные технологии, которые поддерживают нужный уровень тепла.
Варианты увеличения температуры бетонной смеси в зимний период:
- Подогрев воды;
- Внедрение морозостойких примесей;
- С помощью электрического подогрева;
- Использование тепловых пушек с ограждением бетонной смеси;
- Методика пропаривания бетонных конструкций при помощи специальных автоклав по достижению прочности 80-85%;
- Подогрев арматуры, если она присутствует в бетонной примеси, путём электроподогрева.
Важно! Льют бетон зимой при наружной температуре не выше 15 градусов со знаком «минус». В процессе, нужно обязательно использовать добавки, устойчивые к морозам и применять способы подогрева бетона при отрицательных температурах, а также правильно вести уход за ним.
Влияние морозоустойчивых примесей на заливку бетона зимой
Быстрота застывания раствора, зависит от марки цемента и добавки к ней.
Рассмотрим самые распространённые морозоустойчивые модификаторы и возьмём среднестатистический показатель выдержки бетона для любой марки цемента при минусовой температуре:
- Хлористые соли: при -5 градусах – около 4-х суток, при -10 – до 7 суток, при -15 – до 2-х недель.
- Нитрит натрия: при -5 градусах – до 6 суток, при -10 – около 9 дней, при -15 – до 10 календарных дней.
- Поташ: при -5 градусах – 2-е суток, при -10 – около 5 дней, при -15 – 8 календарных дней, при -20 – 9 суток, при -25 – до 12 дней.
Задача химических примесей – снизить температуру замерзания жидкости в бетонной смеси.
На примере поташи рассмотрим, как рассчитывается введения химиката в жидкий бетон при минусовых температурах.
Примечание. Введение химических элементов осуществляется при дозировке 2 – 15 процентов от веса цемента в общую смесь.
Если температура бетона 10-15 градусов со знаком «минус», то необходимое количество пошата – 10 процентов от массы, при показаниях (минусовых) 21-25 градусов берут 15 процентов.
Примечание. В зимний период, при наличии добавки в бетоне, работать со смесью без прогрева можно при температуре не ниже минус 5 градусов.
Вопрос о том, при какой температуре можно заливать бетон, неактуален в холодные времена, так как в течение суток она может варьироваться в пределах 5-15 градусов ниже нуля, а постоянное замерзание/размораживание для бетонирования опасно.
Если же бетон замерзает, то консистенция перестаёт твердеть, так как вода превращается в лёд. Такое литьё придётся переделывать, в связи с тем, что даже если удастся отогреть основание, замёрзшая вода увеличивается в объёме и разрывает связи в бетоне, что приводит к неоднородности залитой поверхности.
Поэтому, прежде чем начинать работу, необходимо изучить все тонкости процесса заливки в мороз. Сюда относят: выбор высококачественного цемента и морозостойких добавок к нему, а также надлежащий уход за бетонной поверхностью.
Примечание. Специалисты допускают один цикл заморозки/оттаивания при условии, если температура смеси в течение 3-х суток не опустится ниже +10 градусов.
Температурный режим бетонной смеси: влияние погодных условий
Рассмотрению предлагается список оптимальных температур бетона, при которых получаются наиболее качественные конструкции:
- Благоприятные (со знаком «+») в диапазоне 5-15 градусов;
- Граничные показатели: минус 20 и +45 градусов;
- Не ниже +5 градусов – при показаниях наружного воздуха от +5 до -3 для марок цемента М200+, а при меньшей маркировке – смесь должна быть от +10 градусов.
Температура заливки бетона в летний период при +30 градусах понижает прочность поверхности. В связи с этим залитый участок обрабатывают водой (процесс увлажнения).
Учитывая этот факт, летом бетон разводят до более жидкой консистенции. При числовых показаниях 5-15 градусов со знаком «+» бетон, за счёт отдачи тепла окружающей среде, остужается самостоятельно.
Важно! Зимой все работы рекомендуется выполнять при минимальной температуре: до «минус» 15 градусов.
В сезон дождей, сырая погода в сочетание с прохладой, является наиболее оптимальной: бетон равномерно схватывается и есть возможность повышения устойчивости его к воде специальным цементом. Раствор от размытия спасёт накрывание рабочей площадки полиэтиленом.
Важно! При сильных затяжных дождях, на открытых уличных площадках, бетонные работы не осуществляются.
При какой температуре можно цементировать на улице в зимний сезон или осенний, когда показатели термометра уходят в минус?
Как оговаривалось выше, в любой мороз можно бетонировать, но для этого использовать один из методов подогрева. Наиболее популярным и бюджетным считается заблаговременное нагревание необходимых материалов для раствора, который при заливке должен быть 35-40 градусов.
Важно! Цемент не подвергается процессу подогрева.
Суть процесса:
- Нагревается песок и щебень до 60 градусов;
- Вода до 90 градусов;
- Цемент помещают на время в тёплое помещения. Он должен стать комнатной температуры;
- Все компоненты смешивают.
Совет. Сухой цемент греть нежелательно, так как огромная вероятность потери его активности. Вследствие чего, он станет непригодным.
Полезное видео
Смотрите интересное видео, как температура влияет на прочность и качество фундамента:
В этом видео рассказывается про бетонирование при минусовых температурах:
Видео-отзыв о зимнем бетоне:
Противопоказания к цементированию
Существует несколько тепловых условий, при температуре которых нельзя заливать бетон:
- Столбик термометра на нижней границе – «плюс» 4 градуса, если не используется дополнительный обогрев. Хотя, многие считают, что крайним значением является нулевой градус, но по инструкции такие натяжки исключаются.
- В межсезонные времена. Такие периоды характеризуются частыми и непредсказуемыми перепадами температуры, что черева-то последовательными замерзаниями и оттаиваниями, вследствие чего материал получает урон.
- При температуре выше +25 градусов и влажности воздуха меньше 50 % в летний сезон без использования специальных быстросхватывающихся цементов.
- Если в течение 3-х дней после заливки бетона зимой, нет возможности проводить прогрев свежего основания в диапазоне плюсовой температуры 10-30 градусов.
- Нельзя заливать растворы с присадками при внезапной оттепели, если пошёл дождь или относительная влажность воздуха превышает 60%.
- Не стоит проводить цементирование в экстремальных условиях, если нет особых навыков работы и практики по уходу за бетонными поверхностями в таких случаях.
- При несоблюдении точных инструкций по нагреву материалов в осенне-зимний период. Т.е., важно точно знать, до каких температур можно прогревать стройматериалы для будущего раствора.
- Использование цементной сухой смеси низкого качества при заливке в минусовые температуры.
Вывод
Рассмотрев всевозможные варианты работы с цементным раствором можно сделать заключение о температурных условиях заливки бетона:
- Для уличного процесса, в любой сезон, оптимальными температурами являются: 5-20 градусов со знаком «+», от 0 до 5 градусов с использованием добавок, до «минус» 20 градусов с прогреванием и внедрением химикатов.
- Идеальные условия для гидратации: при нормальных погодных условиях – температура смеси должна быть +30 градусов, в холодный период с использованием подогрева – +70 градусов, при температуре окружающей среды – нагрев воздуха в диапазоне 5-30 градусов со знаком «+».
- Использовать химикаты можно при среднесуточной температуре ниже +5 градусов.
» При какой температуре заливать бетон
Материал подготовлен компанией «Бетонстрой» Челябинск beton7511704.ru
Заливка бетона — непростой технологический процесс, требующий внимания со стороны специалиста. Именно от его качества зависит прочность и долговечность бетонной конструкции. О температурных особенностях бетонной заливки читайте в данной статье.
Застывание бетона: особенности процесса
При правильной заливке бетона проходит два функциональных этапа: схватываемость и застывание. Схватывается бетон примерно сутки, по консистенции становится твердым, но еще достаточно хрупок. Полноценное застывание наиболее длительный механизм и зависит от многих критериев: марка бетона, добавлением в него пластификаторов и др. химдобавок, особенности ландшафта и климата.
Идеальными параметрами для двух этих этапов являются наличие положительных температурных показателей (от 3 до 20 градусов). Температурный режим в застывании бетона играет не последнюю роль: чем выше показатели термометра, тем быстрее вы получите твердый и прочный бетон. Не маловажно обращать внимание и на показатели марки бетона.
М — марка бетона — показатель прочности и устойчивости к деформации бетона в стандартных условиях. Её определяют лабораторным путем, своими руками ее определить невозможно.
Заливка бетона в различных погодных ситуациях
Заливка бетона должна происходить при плюсовой температуре, которая может достигать от 5 до 15 градусов. Но что делать если погода не радует плюсовыми значениями? Давайте рассмотрим особенности этих ситуаций.
Заливка в минусовую температуру
В составе бетона одним из компонентов выступает вода, которая при минусовых значениях термометра леденеет, тем самым, не давая строительному бетону затвердевать. К тому же вода уменьшается в размерах, нарушается пропорциональность, что заставляет бетон становится рыхлым и разнородным. Арматурные вставки также не могут полноценно соединиться с бетоном. Таким образом, заливка бетона в экстремальные морозы становится невозможной. Зимой температурные показатели могут изменяться в зависимости от времени суток по нескольку раз. А возможные «подтаивания» бетона могут сделать постройку ломкой, что может привести к аварийности.
Тем не менее заливать бетон при «минусе» можно, но нужно соблюдать некоторые условия:
- Необходимо выбрать более марки с более высокими прочностыми характеристиками (м300—400).
- Важна доставка на специальном оборудовании (бетономиксере).
- При заливке необходимо добавить к бетону морозостойкие химдобавки, которые помогут защить конструкцию от растрескивания.
- Создать прогрев заливаемой площадки любыми отопительными приборами. Так вас не напугают даже самые лютые морозы.
Заливка в дождливую погоду
Не стоит заливать бетон во время ливней и затяжных дождей. Это чревато размыванием и неравномерностью покрытия. Если же непогода застала вас в начале работы с заливкой бетона, добавьте в него специальную добавку для уплотнения цемента. Если же дождь «зарядил» надолго, постарайтесь закрыть бетонируемую поверхность навесом или полиэтиленом.
Рассмотрев, особенности температурного режима при заливке бетона можно выделить несколько основополагающих критериев, которые помогут успешно залить бетоном вашу постройку: 1) выбор марки с более прочностными показателями, 2) быстрая доставка на спецоборудовании, 3) применение (при необходимости) химдобавок, 4) соблюдение стандартных правил процесса заливки (в т. ч. температурных режимов).
При какой температуре можно заливать бетон: полезные советы
Ссылка на статью успешно отправлена!
Отправим материал вам на e-mail
Погода в России имеет свои особенности: довольно суровые зимы и жаркое лето свойственно средней полосе. Прочность основы любого дома зависит от смеси, технологии укладки и внешних факторов, влияющих на процесс заливки. Поэтому следует знать, при какой температуре можно заливать бетон, и можно ли это делать в осенне-зимний период. Давайте рассмотрим все нюансы этого процесса.
Заливка смеси зимой
Содержание статьи
При какой температуре можно заливать бетон исходя из его свойств
После заливки раствор идет через две стадии: схватывание и затвердевание. Первый этап занимает не более суток, где бетон превращается из жидкости в твердое вещество. Не стоит забывать, что при этом материал не достигает необходимой прочности.
Процесс изготовления раствора в домашних условиях
Затем наступает процесс затвердевания, который может занимать различное время в зависимости от влажности смеси, наличие примесей, температуры воздуха и других факторов. Оптимальным показателем, при какой температуре можно заливать бетон, считают диапазон от +3 до +25 ⁰С. При повышении уровня тепла быстрее идет процесс твердения раствора и набора необходимой прочности.
Проверка крепости прибором
Марка смеси прямо влияет на затвердевание и показания прочности готовой основы. Показатель прочности на сжатие достигает нормы спустя 28 суток при подходящем уровне тепла и соблюдении других условий и технологий заливки.
Другая характеристика смеси – критическая прочность, выражающаяся в процентах от проектной. Она показывает стадию затвердевания, когда воздействие низких показателей температуры не несет разрушительных последствий на структуру раствора. В разных марках этот показатель различен.
Таблица 1. Прочность разных марок бетона
Марка бетона | Показатель прочности в % |
---|---|
М100, М150 | Не менее 50 |
М200, 250 и 300 | Не менее 40 |
М400 и 500 | Не менее 30 |
Для предварительно напряженных конструкций | Не менее 70 |
Скорость затвердевания меняется не по прямой линии и зависит от внешней температуры. Ее рассчитывают по графику, который создается для разных показателей тепла. Стоит учитывать колебания в сутки и принимать во внимание минимальные показатели температуры. Достижения показателей свыше 35 ⁰С тепла добиваются при помощи подогрева.
График повышения прочности на примере марки М200, 300
Если показатель снижается до 3 градусов тепла и менее, то структура смеси нарушается, и начинают появляться незаметные для глаз трещины, напрямую влияющие на прочность раствора. Полная остановка гидратации случается при показателях ниже 0 ⁰С. Сам процесс может восстановиться, если температура увеличится.
Обратите внимание! После достижения критической прочности низкая температура не влияет на бетон.
Правила заливки фундамента имеют свои особенности в разное время года. Работы по подготовке и заливке бетона ведутся в любой период, даже в морозы.
При какой температуре можно заливать фундамент осенью: технология заливки
Исходя из свойств смеси, возникает вопрос, при какой температуре можно заливать фундамент осенью. Работы с фундаментом в этот период года имеют достоинства и недостатки. А соблюдая все нюансы технологии, добиваются высоких показателей прочности и надежности готовой основы строения.
Характерные черты осенней заливки
Выделяют основные внешние факторы, влияющие на смесь:
- Температура. Оптимальная – от 16 до 25 ⁰С. Летом температура может превышать данный показатель, плохо влияя на прочность. При понижении градусов тепла процесс гидратации будет проходить медленнее. При этом осенью затвердевание идет медленнее, но качественнее.
Обратите внимание! Если будут заморозки и образуется лед, то он разрушит затвердевающий фундамент изнутри. Такие ситуации нередко бывают в октябре.
- Показатель влажности. Сырость и увлажненная почва хорошо влияют на процесс твердения. Смесь медленнее сохнет, а прочность увеличивается. Нет необходимости постоянно увлажнять смесь.
- Осадки. Большое количество осадков может вымыть из раствора цементное молочко, что нежелательно.
Появление жидкости в вырытой траншеи
- Грунтовые воды. Данный показатель осенью может быть ниже, чем летом, что особенно благоприятно для болотистой местности. Если уровень воды, напротив, поднялся и залил траншею для раствора, то придется отложить заливку до лучших погодных условий.
Влияние всех этих факторов важно для получения качественного фундамента будущего дома.
Статья по теме:
Как подобрать время заливки осенью
Чтобы воспользоваться преимуществами осенней заливки, надо основательно продумывать и подбирать время начала работ. Оптимальные условия для заливки в начале осени, когда прошел летний зной, но не начались заморозки.
Заливка смеси
Учитывайте, что оптимальное время для полного достижения необходимой прочности бетона составляет месяц. Необходимо следить за отсутствием заморозков. В первые двое суток не должно быть дождя, пока смесь не «схватится». Выбрать время без осадков несложно, достаточно посмотреть прогноз погоды и убедиться, что в ближайшие дни нет дождей, защита от морозов существенно увеличивает стоимость фундамента.
Как провести заливку бетона при низких температурах в зимний период
Чтобы провести правильную заливку фундамента зимой, следует учитывать много нюансов. Главное – не допускать промерзания раствора. Для этого используют несколько вариантов разогрева:
- электроподогрев;
- добавление антифриза к раствору;
- использование тепловых пушек;
- применение дополнительного материала для закрытия бетона.
Чаще применяют незамерзайку или покупку специального состава бетона, который можно использовать зимой.
Электроподогрев
Если площадь стройки внушительная, монтируют электрический подогрев, требующий специального оборудования. Для частного строительства подходит вариант укрытия материала, где применяют утеплитель или пленку ПВХ. Основная задача – не дать опуститься температуре раствора ниже 3 ⁰С.
Укрытие смеси
Отвечая на вопрос, можно ли зимой заливать фундамент для дома, отвечаем — можно, но стоит учитывать варианты подогрева или покупки специальной смеси.
Статья по теме:
Что спасает смесь от замерзания
Если проводить заливку фундамента зимой без подогрева и использования антифриза, может произойти полное разрушение основы из-за промерзания, поэтому профессиональные строители не прибегают к таким методам.
Работы с фундаментом зимой
Есть некоторые секреты работы с бетоном зимой с использованием способов обогрева:
- Во время морозов промерзает чаще всего только верхний слой, а сам массив остается целым и не теряет своих функций.
- Внутреннюю часть фундамента спасают процессы, происходящие во время затвердевания, то есть химические реакции между водой и цементом.
При этом в зимнее время в растворе все равно должно быть достаточное количество жидкости, чтобы получить хороший прочный результат.
Технология заливки
Вне зависимости от времени года, есть общие правила к заливке фундамента. Работы проходят в несколько этапов, на которых необходимо соблюдать все технологические тонкости с учетом особенностей смеси.
Таблица 2. Последовательность заливки
Описание работы | Фотопример |
---|---|
Перед началом работы необходимо разметить территорию под фундамент и снять верхний слой почвы. Для разметки по периметру вбивают колышки и натягивают ленту. А снять верхний слой грунта зимой – это трудоемкое занятие. | |
Рытье траншеи. Минимальный уровень рытья составляет 20–30 см от уровня промерзания почвы. Затем, необходимо сделать песчаную подушку на дне и пролить водой для трамбовки. Перед заливкой необходимо также выполнить укладку слоя материала для гидроизоляции. | |
Следующий этап – армирование. Простая заливка даже самого высококачественного бетона не обеспечит должной крепости фундамента. Поэтому необходимо армировать конструкцию прутами из металла. Расстояние между параллельными прутами не должно превышать 400 мм. | |
Заливка. Раствор готовят только перед использованием или привозят в бетономешалке. Проводить заливку необходимо равномерно по всему периметру. Важно следить за отсутствием пустот. Для уплотнения лучше всего применять виброплиты или другие специальные агрегаты. |
После выполнения всех этапов необходимо дать смеси время на высыхание и достижение необходимой прочности. Именно в этот период следует следить за количеством осадков и морозами. Чтобы вы имели четкое представление о заливке ленточного фундамента, посмотрите видеоматериал по теме.
Видео: как залить фундамент зимой
Немного рекомендаций
Планируя возведение дома, задумайтесь о правильной укладке фундамента. Без основы долго не простоит ни одна конструкция.
Вариант возведения фундамента
Если момент работ приходится на морозные дни, обязательно применение специальных смесей или антифриза, а также дополнительное утепление. Осенью подбирайте те моменты, когда отсутствуют заморозки и дожди. Летом не должно быть зноя во время заливки и просыхания смеси.
Если вы самостоятельно не можете справиться с подготовкой основы строения, обратитесь к строительным организациям, которые выполнят все работы под ключ и сами просчитают самые подходящие условия для стройки.
Экономьте время: отборные статьи каждую неделю по почте
Как заливать бетон в жаркую погоду
Жаркая погода — не общий термин, когда говорят о заливке бетонной плиты . Жаркая погода определяется как высокая температура окружающей среды выше 90 ° F, низкая относительная влажность и / или высокая скорость ветра. Эти условия дополнительно поясняются в ACI 305 . Правильно, жаркая погода — это не просто температура воздуха. В некоторых районах жаркая погода может быть в любое время года из-за уровня влажности или скорости ветра.
Проблема с жаркой погодой на самом деле не в жаре при заливке бетонной плиты, потому что бетон затвердевает за счет гидратации. Когда бетон горячее, чем 77 ° F, процесс гидратации ускоряется и генерирует внутреннее тепло. Когда цемент гидратируется, он использует воду и выращивает кристаллы вокруг частиц заполнителя. Когда слишком жарко, вода может теряться из-за испарения. Это не позволяет бетону должным образом гидратироваться из-за отсутствия воды и может привести к потере прочности.Основная проблема при работе в жаркую погоду — это не только температура воздуха, но и температура бетона.
Заливка бетона в жаркую погоду может вызвать следующие проблемы:
- Повышенные трудности при отделке бетона
- Образование холодных швов из-за жаркой погоды, сокращающее время схватывания
- Пониженная прочность и долговечность
- Пониженная прочность на сжатие
- Дополнительная усадка при высыхании затвердевшего бетона
- Повышенный риск растрескивания
Если температура бетона во время укладки бетона превысит 77 ° F, необходимо разработать план, позволяющий свести на нет влияние высоких температур.
- Иметь достаточный персонал для работы с бетоном во время его заливки и для отделки — это работа не одного человека.
- По возможности избегайте заливки бетона в полдень или в периоды пиковой температуры горячего воздуха.
- При заливке бетона в жаркую погоду следует оставлять швы с меньшими интервалами, чем швы в холодную погоду.
- Используйте солнцезащитные козырьки или ветрозащитные экраны, чтобы уменьшить возможные суровые условия.
- Планируется, что внутренних плит будут залиты после завершения строительства всех стен и крыш.
- При заливке бетона в жаркую погоду держите на месте замедлитель испарения на случай, если температура станет выше и вода начнет быстро испаряться.
- Используйте лед в составе бетонной водной смеси для охлаждения бетона.
- Уменьшите время перемешивания после добавления воды.
- Мешки с бетонной смесью и все оборудование, необходимое для заливки бетона в жаркую погоду, должны оставаться накрытыми или в тени до последнего момента перед использованием.
- При заливке бетонной плиты сначала увлажните основание.
- Смочите боковые формы перекрытий или стен прохладной водой.
- Используйте правильный метод отверждения , чтобы бетон схватывался равномерно.
Нужна помощь при заливке плиты? Помните об этих советах и посмотрите это видео .
Вернуться в блог
Как защитить бетон во время холодной погоды
Есть три основных цели бетонирования в холодную погоду: 1) защитить только что уложенный бетон от раннего замерзания, 2) защитить бетон, чтобы обеспечить адекватное развитие прочности, и 3) тепловой удар и растрескивание по окончании периода защиты.
Согласно Руководству ACI 306 по бетонированию в холодную погоду, холодная погода существует, когда температура воздуха упала до или, как ожидается, упадет ниже 40 ° F в течение периода защиты. Период защиты — это время, необходимое для защиты бетона от воздействия холода. (См. Дополнительную информацию об этом определении на боковой панели.)
Беречь от раннего замерзания
Если только что уложенный бетон замерзнет, может возникнуть немедленное и необратимое повреждение; последующее отверждение не восстановит свойства бетона.Повреждение происходит из-за того, что при замерзании вода увеличивается в объеме на 9 процентов. Образование кристаллов льда и возникающее в результате расширение пасты может снизить прочность на сжатие и увеличить пористость затвердевшего бетона. Снижение прочности до 50 процентов может произойти, если замерзание произойдет в первые несколько часов после укладки бетона или до того, как бетон достигнет прочности на сжатие примерно 500 фунтов на квадратный дюйм.
Вновь уложенный бетон должен быть защищен от раннего замерзания до тех пор, пока количество воды для затворения или степень насыщения не будут в достаточной степени уменьшены в процессе гидратации, термин, используемый для описания химической реакции между портландцементом или вяжущими материалами и водой. .Во время гидратации степень насыщения постоянно снижается, поскольку вода для смешивания соединяется с вяжущими материалами, а бетон становится жестким и твердеющим. Из-за процесса гидратации количество доступной воды для смешивания для образования кристаллов льда постоянно уменьшается, поэтому риск необратимого повреждения в случае замерзания бетона снижается.
Когда нет внешних источников воды, критическая степень насыщения, чтобы один цикл замерзания не приводил к необратимому повреждению бетона, возникает, когда бетон достигает прочности приблизительно 500 фунтов на квадратный дюйм.При заданных температурах отверждения бетонные смеси с хорошими порциями должны достичь этой прочности в течение 24-48 часов. Поэтому очень важно, чтобы вновь уложенный бетон был защищен от замерзания в течение первых 24-48 часов или до тех пор, пока бетон не достигнет прочности примерно 500 фунтов на квадратный дюйм.
Когда бетон достигает прочности не менее 500 фунтов на квадратный дюйм, он может выдержать один цикл замораживания и оттаивания без повреждений, если бетон является воздухововлекающим и не подвергается воздействию внешнего источника воды.Для воздействия повторяющихся циклов замораживания и оттаивания новый бетон должен достигнуть прочности не менее 3500 фунтов на квадратный дюйм или 4000 фунтов на квадратный дюйм, если он будет подвергаться повторяющимся циклам замораживания и оттаивания и химикатов для борьбы с обледенением. Чтобы избежать повреждений в раннем возрасте из-за холодной погоды, защитите бетон как можно скорее после укладки, уплотнения и отделки.
Температура и периоды защиты
Для защиты от раннего замерзания поддерживайте соответствующую температуру бетона, указанную в строке 1 таблицы 1, в течение периодов времени, указанных в строке 1 таблицы 2.Бетон с ускоренным схватыванием может быть получен путем включения ускоряющих химических добавок, уменьшения водоцементного отношения материала (Вт / см), увеличения содержания цемента, уменьшения количества дополнительных вяжущих материалов или замены цементов общего назначения на цементы типа III (высокий -раннепрочно) цемент. Минимальные температуры бетона в строке 1 таблицы 1 являются функцией минимального размера секции, потому что чем массивнее секция, тем медленнее она теряет тепло.
Согласно строке 1 в таблицах 1 и 2, минимальная температура бетона при укладке и поддержании составляет 55 ° F для бетонной секции с минимальным размером 12 дюймов, а минимальные периоды защиты составляют два и один день для нормального набора и бетонные смеси ускоренного схватывания соответственно.Строка 1 в таблицах 1 и 2 обеспечивает минимальную температуру бетона и продолжительность, чтобы вода для смешивания в свежеуложенном бетоне не замерзла.
В строках 2, 3 и 4 таблицы 1 указаны минимальные температуры бетона в смеси для указанных температур воздуха. По мере снижения температуры воздуха рекомендуемые температуры бетонной смеси повышаются, чтобы компенсировать потери тепла между смешиванием и укладкой бетона. Рекомендации по температуре смеси помогают обеспечить достижимую минимальную температуру бетона при размещении и поддержании (строка 1, таблица 1).
Защита для обеспечения необходимого набора силы
Скорость затвердевания бетона и набора прочности зависит от температуры бетона. Низкие температуры бетона снижают скорость гидратации и, следовательно, замедляют рост прочности. Чтобы гарантировать, что вновь уложенный бетон приобретает необходимую прочность для безопасного снятия опалубки, опор и перекладин, а также для безопасной загрузки конструкции во время и после строительства, необходимо поддерживать адекватную температуру бетона в период защиты или отверждения.
При наличии требований к прочности в раннем возрасте используйте Таблицу 2, чтобы определить минимальные периоды защиты для следующих условий эксплуатации: 1) без нагрузки, без нагрузки; 2) без нагрузки, без нагрузки; 3) частичная нагрузка, выставленная; и 4) полная нагрузка. В зависимости от требований к нагрузке и условий воздействия может потребоваться увеличить период защиты сверх минимумов, указанных в строке 1 таблицы 2
«Без нагрузки, незащищенный» означает, что бетонный элемент не будет нести значительных нагрузок в течение периода защиты и не будет подвергаться воздействию замерзания при эксплуатации.«Нагрузка без нагрузки» означает, что бетонный элемент не будет нести значительных нагрузок в течение периода защиты и будет подвергаться воздействию низких температур в процессе эксплуатации. «Частичная нагрузка, подверженная воздействию» означает, что бетонный элемент будет нести нагрузки, меньшие, чем доступная несущая способность для раннего возраста в течение периода защиты, и будет подвергаться воздействию низких температур при эксплуатации. Элементы, требующие перешоривания для несения строительных нагрузок до достижения указанной прочности, имеют рабочее состояние «Полная нагрузка» и обычно требуют от подрядчика определения прочности бетона на месте.
Например, условием эксплуатации бетонного покрытия 6-дюймовой стоянки на коммерческой строительной площадке, которое будет подвергаться воздействию зимних условий и отлитого из бетона с ускоренным схватыванием, будет «Неполная нагрузка, незащищенная» и требующая минимальной защиты. срок 4 дня. Согласно строке 1 таблицы 1 минимальная температура бетона 55 ° F должна поддерживаться в течение четырехдневного периода защиты.
Способы защиты
Методы поддержания минимальных температур, установленных и поддерживаемых, как показано в строке 1 таблицы 1, включают изоляцию (одеяла и плиты), системы обогрева, такие как электрические одеяла и системы водяного отопления, неотапливаемые или обогреваемые шкафы, или комбинацию этих методов.
Изоляция является наиболее экономичным средством поддержания адекватных температур отверждения, поскольку в этом методе используется тепло гидратации или тепло, выделяемое в результате химической реакции между цементом и водой. В зависимости от массы бетона, содержания цемента и условий окружающей среды (т. Е. Температуры воздуха и ветра) изоляция обычно может поддерживать адекватную температуру отверждения, улавливая тепло гидратации.
Накройте бетон одеялом как можно скорее, чтобы уловить как можно больше тепла гидратации.Улавливание раннего тепла гидратации поможет поддерживать температуру отверждения, но также способствует гидратации, которая, в свою очередь, дает дополнительное тепло. Обязательно защитите углы и поверхности, поскольку эти области наиболее подвержены замерзанию и повреждению в раннем возрасте.
В экстремальных зимних условиях иногда тепла гидратации недостаточно для поддержания адекватных температур отверждения, и требуется дополнительное тепло. Дополнительное тепло можно подавать с помощью электрических бетонных одеял, водонагревателей и обогреваемых помещений.Конечно, использование дополнительного тепла увеличивает стоимость бетонирования в холодную погоду.
Гидравлические нагреватели обеспечивают циркуляцию нагретой водно-гликолевой жидкости через систему теплопередающих шлангов, размещенных на бетоне или формах. Обычно шланги покрывают бетонными изоляционными покрытиями для улавливания и удержания тепла.
Топочные обогреватели для обогреваемых помещений должны иметь вентиляцию и не должны располагаться таким образом, чтобы непосредственно нагревать или сушить бетон. Свежие бетонные поверхности, подверженные воздействию углекислого газа от невентилируемых обогревателей, могут быть повреждены карбонизацией бетона.Карбонизация происходит, когда углекислый газ реагирует с продуктами гидратации цемента, образуя мягкие и меловые поверхности. Невентилируемые обогреватели сжигания также производят окись углерода. Конечно, высокие уровни концентрации этих газов опасны для рабочих.
Защищать от теплового удара и растрескивания
В конце периода защиты постепенно снимайте изоляцию или другую защиту, чтобы температура поверхности постепенно снизилась в течение последующих 24 часов. В противном случае поверхность бетона может остыть слишком быстро, создавая температурные градиенты между поверхностью и внутренними частями бетона, и возникающие термические напряжения могут вызвать растрескивание поверхности.Оставьте изоляцию на месте и постепенно уменьшайте количество источников тепла, пока температура бетона не остынет до средней температуры воздуха. Строка 5 в таблице 1 показывает максимально допустимое падение температуры поверхности в первые 24 часа после окончания защиты во избежание термического растрескивания поверхности.
Предварительное планирование — залог успешного бетонирования в холодную погоду. При разработке следующего плана бетонирования в холодную погоду рассмотрите три основные цели: защитить бетон от преждевременного замерзания, защитить, чтобы обеспечить достаточный прирост прочности, и защитить от теплового удара и растрескивания.
Список литературы
ACI 301-10 «Спецификации конструкционного бетона», Американский институт бетона, www.concrete.org
ACI 306R-10 Руководство по бетонированию в холодную погоду, Американский институт бетона, www.concrete.org
Косматка, S.H. and Wilson, M.L., Проектирование и контроль бетонных смесей , 15 -е издание , 2011 г., Портлендская ассоциация цемента, www.cement.org
Заливка бетона в холодную погоду | Для профессионалов в строительстве
Для многих подрядчиков заливка бетона в холодную погоду — это нервное испытание — настолько сильное, что они сокращают строительный сезон, чтобы избежать проблем, связанных с холодной заливкой.
Но так быть не должно. С сегодняшними улучшенными конструкциями бетона и методами заливки любой подрядчик может быть уверен в получении хороших результатов даже в холодную погоду при небольшом планировании .
Прочность бетона частично зависит от температуры, при которой он застывает. Нормальная прочность на сжатие основана на выдерживании бетона при его идеальной температуре выдерживания 72 градуса по Фаренгейту в течение 28 дней. Более высокие температуры сокращают время отверждения. С другой стороны, более низкие температуры увеличивают продолжительность периода отверждения.
Холодная погода технически определяется как период, когда в течение более 3 дней подряд средняя дневная температура воздуха составляет менее 40 градусов по Фаренгейту, а температура воздуха не превышает 50 градусов по Фаренгейту в течение более половины любых 24-часовых часов. период.
Заливка бетона в таких условиях может быть выгодна подрядчикам. До тех пор, пока разница между температурой окружающего воздуха и температурой бетона минимальна, бетон, заливаемый в холодных условиях, будет иметь более высокий предел прочности, чем обычно, и лучшую долговечность.
Подготовка площадки
Секрет хорошей холодной погоды начинается с хорошей подготовки площадки. В холодную погоду это означает, что перед началом заливки убедитесь, что все ваше изоляционное и обогревательное оборудование находится на месте и работает должным образом. Солома, брезент и изолирующие одеяла должны быть сухими и в хорошем состоянии. Если для изоляции используется пенопласт, обязательно выясните, как он будет удерживаться на месте в случае сильного ветра. Проверьте работоспособность всех нагревателей и убедитесь, что в них достаточно топлива на весь период отверждения.
Гидравлические обогреватели отверждают зимний блюз бетона
Бетон нельзя укладывать на мерзлое земляное полотно. Если ожидается замерзание, земляное полотно должно быть защищено и его температура должна быть выше нуля. Обычно это означает использование около 6 дюймов соломенного покрытия для изоляции области разлива. Солома должна удерживаться на месте брезентом или полиэтиленовой пленкой. Будьте осторожны, не уплотняйте соломинку слишком сильно, иначе вы уменьшите ее изоляционные свойства.
Эти меры предосторожности распространяются на формы с классом и выше, а также на арматурную сталь, нагретую до температуры выше точки замерзания перед заливкой.Формующие детали и арматурная сталь не должны иметь льда, снега и инея. Сами формы должны быть теплее, чем 32 градуса по Фаренгейту, но не теплее, чем бетон, который будет размещен напротив них. Для утепления форм можно использовать теплоизоляционные одеяла и панели из пенопласта. В случае отверстий для столбов убедитесь, что на дне отверстий нет льда, который может вызвать движение столбов после оттаивания.
В центре внимания: оборудование для нагрева и отверждения бетона
В некоторых случаях вам может понадобиться построить ограждения для защиты застывающего бетона от ветра и слишком быстрого испарения.
В смеси
Хорошая связь между вашим поставщиком бетона и вашим руководителем по заливке — еще один ключевой фактор успешного бетонирования в холодную погоду. Завод должен знать температуру на вашем участке, особенно если завод по производству замеса находится на некотором расстоянии.
У вашего бетонного завода есть три метода обеспечения того, чтобы бетон, поступающий на рабочую площадку, соответствовал погодным условиям.
Прежде всего, растение просто повысит температуру воды, используемой в смеси.Пока в агрегатах нет льда, этот метод вполне подходит для умеренно холодных дней. Можно использовать воду с температурой от 140 до 180 градусов по Фаренгейту, но температура выше 180 градусов по Фаренгейту ухудшит смесь. Чтобы предотвратить возможность схватывания бетона, нельзя допускать контакта цемента с горячей водой; вместо этого заполнитель следует смешать с водой перед добавлением цемента. В качестве альтернативы заполнители и цемент могут быть добавлены в горячую воду путем загрузки партии лентой.
Более мелкие заполнители могут нуждаться в оттаивании, если в них есть лед. При размораживании заполнителя в смесителе необходимо соблюдать осторожность, чтобы не было избыточного количества воды из-за таяния льда.
Контроль количества воздуха, захваченного и захваченного бетоном, имеет решающее значение при заливке в холодную погоду. Когда ваша партия прибывает на место работ, она должна содержать не более указанного для проекта воздуха. Поставщик бетона должен уделять пристальное внимание осадке смеси, размеру заполнителя, пропорции цемента, добавок, градации песка, температуре воды в смеси и времени перемешивания, чтобы обеспечить соответствие бетона техническим характеристикам.
Декоративный бетон: корректировка состава смеси при изменении температуры
Еще один способ модифицирования бетона для использования в холодную погоду — добавить в смесь больше цемента. Дополнительное содержание цемента обеспечит дополнительное тепло во время гидратации. В то время как цемент типа 10 (1) достигнет этой цели, использование цемента типа 30 (III) позволит достичь еще более высокой начальной прочности.
Холодная погода практически не повредит свежий бетон, если он достигнет прочности на сжатие 500 фунтов на квадратный дюйм (3.5 МПа). Чем раньше будет достигнута эта прочность на сжатие, тем меньше вероятность того, что заливка не удастся. Чтобы обеспечить раннюю прочность на сжатие, заводы периодического действия могут изменять смесь, добавляя ускорители для ускорения процесса отверждения. Наиболее часто используемым ускорителем является водный раствор хлорида кальция или хлорид кальция и водоредуцирующая добавка. Хлорид кальция не является антифризом, и для успешного результата необходима защита после заливки. Хлорид кальция помогает ускорить процесс гидратации бетона, действуя как катализатор, помогая высвободить оксид кальция в цементе, что позволяет быстрее инициировать процесс гидратации и быстрее достичь критического значения 500 фунтов на квадратный дюйм (3.5 МПа) прочность на сжатие.
После заливки
Вот где окупаются все ваши тщательные приготовления. Как можно скорее установите защитные материалы на место. Обратите особое внимание на углы, края и узкие участки, так как они сначала сохнут и замерзнут. Проверьте эффективность изоляции, измерив температуру бетона. Размещение термометра между изоляцией и бетоном позволит определить эффективность изоляционного слоя.Если температура начинает падать, используйте дополнительный материал или материал с более высоким значением «R».
В некоторых случаях вы сможете построить укрытия с подогревом для вашей зоны заливки. В этих случаях вы можете установить обогреватели с надлежащей вентиляцией, чтобы область заливки оставалась теплой, избегая при этом прямого контакта свежего бетона с углекислым газом, связанным с невентилируемыми обогревателями или открытым пламенем. Углекислый газ соединяется с гидроксидом кальция в свежем бетоне и образует слой карбоната кальция, который приводит к образованию пыли на поверхности заливки.
Американский институт бетона рекомендует поддерживать температуру 70 градусов по Фаренгейту в течение трех дней или 50 градусов по Фаренгейту в течение пяти дней, чтобы набрать достаточную прочность для холодной заливки, чтобы соответствовать требованиям. При тщательном планировании рабочего места и правильном выборе смеси от вашего поставщика эти параметры должны быть достижимы для большинства подрядчиков с конца осени до начала весны в строительном календаре.
Руководство Американского института бетона по бетонированию в холодную погоду
Джон Кульчицки — писатель-фрилансер из Лондона, Онтарио.
Как планировать и управлять отверждением массивного бетона
Понимание проблем, связанных с массовым бетоном, может помочь подрядчикам избежать таких проблем, как несоблюдение требований, задержки строительства, поврежденный бетон и дорогостоящий ремонт. Спецификации для массового бетона ограничивают температуру свежего бетона и бетона на месте и обычно требуют от подрядчика плана терморегулирования для каждой укладки массового бетона. Следовательно, подрядчики должны знать о максимальных температурах бетона и перепадах температур, повышении температуры, мониторинге и контроле температуры, предварительном и последующем охлаждении массивного бетона и тепловом моделировании.
Определение массового бетона
Американский институт бетона (ACI) не предоставляет конкретных ограничений по размеру для определения массового бетона. ACI определяет массовый бетон как «любой объем бетона с размерами, достаточно большими, чтобы требовать принятия мер, чтобы справиться с выделением тепла от гидратации цемента и сопутствующим изменением объема для минимизации растрескивания. 1 Исторически сложилось так, что большие площадки, где минимальный размер поперечного сечения равен или превышает три фута, обычно обозначаются как массивный бетон.Однако меньшие размеры могут также обозначаться как массовый бетон в зависимости от факторов, включая: тип и количество цемента, отношение объема бетона к поверхности, погодные условия, температуру укладки бетона, степень ограничения изменения объема и влияние термического растрескивания на функция, долговечность и внешний вид.
Внимательно изучите контрактную документацию, чтобы определить, какие конструктивные элементы спецификатор обозначил как массовый бетон. Специалист, а не подрядчик, несет ответственность за определение того, какой бетон в проекте является массовым.Для элементов, обозначенных в контрактных документах как массовый бетон, применяются дополнительные требования, указанные в ACI 301, Раздел 8 — Массовый бетон . 2 Если в документах нет четкости, то запросите разъяснения до начала работы.
Максимальная температура и разница температур
Чтобы избежать повреждения бетона, спецификации ограничивают максимальную внутреннюю температуру бетона и максимально допустимую разницу температур между центром и поверхностью массивного бетонного элемента.
ACI 301 утверждает:
1) Максимальная температура в бетоне после укладки не должна превышать 158 градусов по Фаренгейту
2) Максимальная разница температур между центром и поверхностью размещения не должна превышать 35 градусов по Фаренгейту.
Ограничение внутренней температуры бетона до 158 градусов по Фаренгейту предотвращает замедленное образование эттрингита (DEF). Эттрингит — это нормальный продукт гидратации цемента, который образуется в течение первых нескольких часов после замеса бетона.Высокие температуры в раннем возрасте (выше 158 градусов по Фаренгейту) могут препятствовать нормальному образованию эттрингита. Если DEF возникает в затвердевшем бетоне с внешним источником влаги, может произойти внутреннее расширение с последующим визуальным смещением и растрескиванием. DEF может также увеличить риск дополнительного разрушения из-за воздействия замораживания / оттаивания и коррозии арматуры. Ограничение внутренней температуры на самом раннем этапе эксплуатации бетона предотвратит DEF.
Указанная максимальная разница температур в 35 градусов по Фаренгейту между центром и поверхностью бетона сводит к минимуму возможность термического растрескивания.Разница температур — это разница между температурой, измеренной в центре или самой горячей части бетона и поверхности.
Температурный градиент между центральной частью и поверхностью создает растягивающие напряжения в бетоне. По существу, внутренняя часть расширяется относительно поверхности. Это дифференциальное расширение создает растягивающие напряжения. Когда растягивающие напряжения превышают предел прочности бетона, происходит растрескивание. Глубина и сила растрескивания зависят, прежде всего, от величины температурного градиента.
Максимальная разница температур в 35 градусов по Фаренгейту является исторической величиной и может быть консервативной для современных бетонов и конструкций. Разницы в 45 градусов по Фаренгейту или даже 55 градусов по Фаренгейту может быть достаточно, чтобы контролировать термическое растрескивание. Увеличение максимального перепада температур позволяет сэкономить время и деньги. Максимальная разница температур зависит от многих переменных, которые контролируют как термические напряжения, так и прочность бетона на растяжение. По этим причинам становится обычной практикой использовать сложное компьютерное тепловое моделирование для определения максимально допустимой разницы температур, чтобы термические напряжения не превышали предел прочности бетона на растяжение.
Повышение температуры и прогнозирование максимальных температур
Такие факторы, как тип и количество вяжущих материалов, укладка бетона и температура окружающей среды, размер и отношение объема к поверхности бетонного элемента, контролируют повышение температуры и максимальную температуру в массивном бетоне. В общем, только бетонные элементы, у которых минимальный размер поперечного сечения равен или превышает три фута, имеют проблемы с тепловыделением, потому что меньшие элементы обычно рассеивают генерируемое тепло гидратации со скоростью, достаточной для ограничения температуры до требуемых уровней.Более толстые элементы не рассеивают тепло гидратации с достаточно высокой скоростью, и поэтому температура в центре заливки может достигать уровней, превышающих указанные уровни.
Два метода, обычно используемых для прогнозирования максимальной температуры бетона, включают метод приблизительного «эквивалентного содержания цемента» и компьютерные или тепловые модели. С помощью приблизительного метода оцените максимальную температуру, добавив 16 градусов по Фаренгейту на каждые 100 фунтов цемента на кубический ярд к температуре укладки бетона.Для летучей золы и шлакового цемента типов F и C (замена 50 процентов) используйте 50 процентов, 80 процентов и 90 процентов эквивалентного цемента на кубический ярд соответственно 3 По сути, этот метод предполагает, что эти материалы производят 50 процентов, 80 процентов и 90 процентов тепла по сравнению с цементом. [ Для примера см. Диаграмму. ]
Терморегулятор
Методы контроля температуры бетона и разницы температур включают:
Бетонная смесь — Ограничьте количество цемента до минимально возможного количества и замените цемент более медленно схватывающимися дополнительными вяжущими материалами (SCM), такими как зола-унос класса F и шлаковый цемент.Используйте цемент с умеренной или низкой теплотой гидратации. Не используйте цементы и химические ускорители типа III или HE (высокопрочные). Если возможно, используйте заполнители с низким тепловым расширением, такие как гранит, известняк или базальт. Замедление скорости тепловыделения также снижает скорость набора силы. Поэтому для приемки бетона предлагается 42- или 56-дневная прочность на сжатие вместо стандартной 28-дневной прочности.
Работа с поставщиком бетона для разработки экономичного и низкотемпературного бетона.Испытайте пробные смеси в лаборатории, чтобы определить свойства свежего и затвердевшего бетона. Выполните полевые испытания путем отливки блоков для представления массивных бетонных элементов и измерения внутренней и поверхностной температуры. Кроме того, используйте тестовые блоки для оценки предлагаемых методов укладки бетона и плана последующего охлаждения. Убедитесь, что измеренные температуры соответствуют указанным температурным пределам. Если нет, пересмотрите план терморегулирования.
Снижение температуры укладки бетона — ACI 301 не определяет максимальную температуру укладки бетона для массивного бетона, но спецификаторы обычно используют 50 градусов по Фаренгейту и 70 градусов по Фаренгейту.Как показано в примерах расчетов для оценки максимальной температуры бетона, максимальная температура бетона является функцией температуры укладки. Если бы в данном примере температура укладки была 50 градусов по Фаренгейту, то расчетная максимальная температура бетона составила бы 131 градус по Фаренгейту. Как правило, каждая степень предварительного охлаждения снижает максимальную температуру бетона примерно на один градус. Предварительное охлаждение или снижение температуры укладки бетона может снизить как температуру бетона, так и разницу температур.
Предварительное охлаждение — Средства для предварительного охлаждения бетона включают затенение и обрызгивание грубой заполнителя водой с использованием охлажденной воды для смешивания, замену воды для смеси струженным или колотым льдом и впрыскивание воды для смеси или свежего бетона жидким азотом. Как правило, предварительное охлаждение заполнителей на 2 градуса по Фаренгейту охлаждает свежий бетон примерно на 1 градус по Фаренгейту. Прямое и испарительное охлаждение снижает температуру агрегата. Температуры в пределах 2 градусов по Фаренгейту от температуры влажного термометра могут быть достигнуты путем продувки воздуха через влажные крупные агрегаты.
Снижение температуры воды в смеси на 4 градуса по Фаренгейту охладит свежий бетон примерно на 1 градус по Фаренгейту с максимальным снижением температуры примерно на 10 градусов по Фаренгейту. Замена воды для замешивания стружкой или колотым льдом (примерно до 75 процентов) может снизить температуру свежего бетона примерно до 20 градусов по Фаренгейту. Конечно, количество предварительного охлаждения будет зависеть от количества воды в смеси, доступной для замены льда.
Если спецификации ограничивают температуру укладки бетона 50 градусами по Фаренгейту или более 20 градусов по Фаренгейту, требуется предварительное охлаждение бетона, рассмотрите возможность использования жидкого азота.При температуре впрыска -326 градусов по Фаренгейту достижимы температуры свежего бетона до 35 градусов по Фаренгейту.
Последующее охлаждение — Используйте изоляцию для контроля максимальной разницы температур между центром и поверхностью массивного бетона. Снижение скорости отвода тепла от поверхности снижает разницу температур и возможность термического растрескивания. Конечно, снижение скорости охлаждения бетона может вызвать задержки в строительстве.Влажное отверждение опасно, поскольку термический шок от нанесения холодной воды на горячие поверхности может вызвать быстрое охлаждение поверхности и растрескивание.
Чтобы контролировать температуру бетона и разницу температур, рассмотрите возможность использования предварительно установленных охлаждающих труб. Охлаждающие трубы отводят тепло из бетона и могут снизить как максимальную температуру бетона, так и разницу температур. Охлаждающие трубы также могут значительно сократить время охлаждения бетона и ускорить процесс строительства.
Тепловое моделирование
В рамках теплового плана рассмотрите возможность использования компьютерного теплового моделирования для оценки максимальной температуры бетона и разницы температур. Кроме того, с помощью моделирования можно оценить и оптимизировать размер заливки (размер подъема или блока), графики размещения (временные интервалы между размещениями) и план контроля температуры, чтобы минимизировать риск термического растрескивания. Компьютерное моделирование — это быстрый и эффективный способ оценить различные варианты контроля температуры и термического растрескивания.В большинстве случаев стоимость моделирования незначительна по сравнению с потенциальной экономией от оптимизации плана терморегулирования.
Ссылки
1. ACI 207.1R-05 (2012) Руководство по массовому бетону , Американский институт бетона, www.concrete.org
2. ACI 301-10 «Спецификации для конструкционного бетона », Американский институт бетона, www.concrete.org
3. Гайда, Джон, Массовый бетон для зданий и мостов, Ассоциация портландцемента, 2007 г., www.цемент.org
Для доп. Информации:
ACI 207.1R-05 Руководство по массовому бетону
ACI 207.4R-05 (2012) Системы охлаждения и изоляции для массового бетона
ACI 207.2R-07 Отчет о влиянии теплового изменения и изменения объема на растрескивание массивного бетона
Ким Башам — президент компании KB Engineering LLC, предоставляющей инженерные и научные услуги бетонной промышленности.Бэшем также проводит семинары и мастер-классы, посвященные всем аспектам бетонных технологий, строительства и устранения неисправностей. С ним можно связаться по электронной почте [email protected].
Л. Дж. Мотт, ЧП, является президентом компании GES Tech Group, Inc., которая предоставляет общие услуги в области машиностроения, строительства, строительства и судебной экспертизы большому количеству клиентов и отраслей. Мотт — эксперт в области предварительного моделирования методом конечных элементов, специализирующийся на нелинейной статической и динамической механике и термодинамике переходных процессов.С ним можно связаться по электронной почте [email protected].
Меры контроля температуры и температурное напряжение массивного бетона в период строительства в высокогорных регионах
Акцент на освоении огромных гидроэнергетических ресурсов Китая сместился в Тибет и другие регионы плато. Эти районы представляют собой высокогорные районы, основные климатические характеристики которых следующие: сухой климат, значительные перепады суточных температур и сильная солнечная радиация. Если плотина строится в таких особых климатических условиях, необходимо принять особые и строгие меры по контролю температуры и предотвращению трещин.Таким образом, в этом исследовании исследуются стандарты контроля температуры, а также меры контроля температуры и предотвращения трещин для бетона в высокогорных районах с использованием трехмерных методов конечных элементов и на основе бетонной гравитационной плотины в Тибете в сочетании с характеристиками материала. свойства, которые неблагоприятны для контроля температуры и предотвращения трещин. Процесс падения температуры можно оптимизировать во времени, а скорость падения температуры можно контролировать для предотвращения чрезмерного накипи и скорости падения температуры.Более того, температурный градиент может быть пространственно оптимизирован, и, таким образом, также могут быть уменьшены различия в температурах фундамента, температурах верхнего и нижнего слоев, а также внутренней и внешней температуры. Исследования показывают, что рекомендуемые меры по контролю температуры и предотвращению трещин могут эффективно снизить температурное напряжение. Это исследование имеет важное значение в качестве справочного материала для аналогичных проектов в высокогорных регионах.
1. Введение
Растрескивание бетонных дамб уже давно является широко распространенным явлением [1].Многие ученые, как дома, так и за рубежом, сосредоточились на решении проблемы трещин в бетоне в долгосрочной перспективе. Несмотря на ряд достижений [2–8], полностью предотвратить зарождение трещин во время строительства сложно ввиду случайности и специфичности температуры окружающей среды, сложности образования трещин, неопределенности различных факторов в процессе строительства, отсутствия -глубокое понимание характеристик конкретного материала, недостаточного запаса прочности инженерного проектирования и механизмов формирования несовершенных причин [9–12].Этот вопрос касается как бетонных, так и бетонных плотин с роликовым уплотнением. Поэтому проблема растрескивания по-прежнему должна считаться ключевым вопросом при строительстве плотины.
Основными климатическими характеристиками высокогорных регионов являются сухой климат, значительные перепады суточных температур и сильная солнечная радиация [13–16]. Следовательно, предотвратить образование трещин в этих областях сложнее, чем строительство бетонных дамб в теплых и влажных низкогорных районах. Несмотря на то, что определенный опыт контроля температуры и предотвращения трещин был накоплен в отношении строительства плотин в относительно высокогорных районах Сычуани [17], зрелого и сильного систематического опыта по-прежнему не хватает.Таким образом, в настоящем исследовании исследуются стандарты контроля температуры, а также меры контроля температуры и предотвращения трещин в бетонных конструкциях в высокогорных районах. Он использует метод трехмерных конечных элементов и основан на одной бетонной гравитационной плотине в Тибете (известной как Крыша мира) в сочетании с механизмом и причинами образования общих трещин плотины [18–24]. Кроме того, в этом исследовании выбираются научные, разумные и надежные меры и методы оперативного контроля температуры для управления проектированием и строительством плотин посредством оптимизации, сравнения и анализа схем.
2. Принцип моделирования расчета
2.1. Принцип расчета температурного поля
В любой точке конкретной расчетной области R , нестабильное температурное поле T ( x , y , z и t ) должно удовлетворять уравнению непрерывности теплопроводности: где — температура бетона (° C), — коэффициент температуропроводности (m 2 / ч), — адиабатический рост температуры (° C), — возраст (d) и — время (d).
Используя вариационный принцип, решение дифференциального управления нестабильным температурным полем (1) эквивалентно экстремальной задаче функционала при определенном условии:
Если область рассредоточена с помощью конечных элементов, можно получить следующее:
При расчете методом конечных элементов уравнение интерполяции температуры в любой точке в каждом элементе равно
Заменяя формулу (4) на (2), получаются рекурсивные уравнения, решенные для температурного поля из экстремального условия функционала; когда для временной координаты используется формат обратной разницы, будет
Советы по безопасности, подготовке и готовности к вулканам
Миллионы людей во всем мире живут возле одного из примерно 1500 действующих вулканов на Земле — от Кампи Флегрей в Италии до Мерапи в Индонезии и горы Рейнир в США.Хотя некоторым это может показаться безумием, есть множество причин, по которым люди называют эти вулканические пейзажи своим домом.
Плодородные почвы часто покрывают их склоны из-за медленного разрушения древних вулканических пород, которые высвобождают множество питательных веществ, жизненно важных для здоровья сельскохозяйственных культур и виноградников, дающих ароматный виноград. Вулканы также имеют глубокие корни в истории цивилизаций, что привело к их ведущей роли в духовности и мифах многих культур. И они зажигают воображение, привлекая к себе множество посетителей, которые подпитывают прибыльную индустрию туризма.(Смотрите драматические фотографии вулканов по всему миру.)
Тем не менее, их пылкие припадки могут быть столь же опасными, сколь и завораживающими, посылая реки расплавленных горных пород и лавины опаляющего пепла и газа, струящиеся по их наклонным склонам. Итак, если вы живете рядом с одним из этих могущественных объектов — или планируете посетить его в следующей поездке — вот некоторые опасности, о которых следует знать, и шаги, которые вы можете предпринять, чтобы оставаться в безопасности во время извержения.
Какие существуют опасности извержения?
Вулканы представляют собой постоянно меняющийся набор опасностей, и каждый вулкан индивидуален.Некоторые из них взрываются с устрашающей силой, как извержение вулкана Сент-Хеленс в 1980 году. Другие вулканы выбрасывают потоки лавы по своим склонам, как это случилось во время извержения Килауэа в 2018 году. И эти опасности могут вызвать множество других проблем, включая пожары и потоки обломков. Ниже приведены некоторые из множества опасностей, которые могут представлять вулканы:
Лавовые потоки: Эти реки из расплавленной породы очень горячие. Хотя их точная температура зависит от их химического состава, потоки лавы могут превышать 2000 градусов по Фаренгейту — достаточно, чтобы плавить медь.Температура и химический состав также влияют на вязкость лавы, которая определяет скорость ее течения. В то время как некоторых можно легко обойти, другие бросаются на удивление быстро. Когда в 2018 году произошло извержение Килауэа, из него сочилась лава возле жерла со скоростью 15 миль в час, быстрее, чем может бежать подавляющее большинство людей.
Как извержение Килауэа повлияло на сообщество Гавайев СМОТРЕТЬ: Делясь глубокой связью с силой природы — и с людьми, которых она вытесняет — два фотографа документируют разрушение вулкана и помогают сообществу Leilani Estates восстановиться.
Вулканические снаряды: Эти обжигающие раскаленные камни выбрасываются из действующих жерл или вулканических кратеров. Если они больше 2,5 дюймов в диаметре, их называют лавовыми бомбами. Хотя заявления о лавовых бомбах размером с холодильник во время извержения Килауэа в 2018 году были преувеличены, эти пылающие блоки могут достигать нескольких ярдов в поперечнике.А при невероятно высоких температурах даже небольшие вулканические снаряды могут быть опасными, поджигая, ломая кости и плавя человеческую плоть.
Пирокластические потоки: Взрывоопасные лавины газа, камней и вулканического пепла могут устремляться вниз по склонам вулкана, закапывая строения, разжигая пожары и уничтожая все на своем пути. Они очень быстрые, некоторые мчатся со скоростью 450 миль в час. Пирокластические потоки могут даже подниматься в гору или пересекать воду. Вулканы, производящие такие потоки, чрезвычайно опасны.Например, пирокластические потоки изобиловали во время печально известного извержения вулкана Везувий в 79 году нашей эры, которое опустошило город Помпеи в Италии. (Прочтите о том, как Везувиус мог убивать своих жертв.)
Lahars или селевые потоки: Этот термин описывает горячую или холодную суспензию воды и обломков горных пород, которая, по данным Геологической службы США, течет вниз по склонам вулкана, как «реки из бетона».