При какой температуре происходит застывание и твердение бетона

При какой температуре происходит застывание и твердение бетона

От прочности фундамента будут зависеть качество и долговечность здания. При подготовке такого «нулевого» цикла работ требуется соблюдать многие факторы и тщательно ознакомиться с информацией о температуре застывания бетона. Если не учитывать условия погоды при заливке фундамента, качество и марку раствора, температурные режимы его застывания и виды добавок, то такая трудоёмкая работа может оказаться напрасной.

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:

  1. Хлористые соли: при -5 градусах – около 4-х суток, при -10 – до 7 суток, при -15 – до 2-х недель.
  2. Нитрит натрия: при -5 градусах – до 6 суток, при -10 – около 9 дней, при -15 – до 10 календарных дней.
  3. 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.

  • 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.

Влияние отрицательной температуры на твердение бетона

Скорость течения гидратации сильно зависит от температуры. Снижение температуры с +20С до +5С увеличивает время твердения бетона до 5 раз. Но особенно резко замедляется реакция при дальнейшем снижении до 0С. А при отрицательной температуре гидратация прекращается, т.к. вода замерзает. Как известно, вода при замерзании расширяется. Это приводит к увеличению давления внутри бетонной смеси и разрушению сформировавшихся связей кристаллов. Как следствие происходит разрушение структуры бетона. Также образовавшийся лёд обволакивает крупные элементы заполнителей смеси (щебень, арматуру), разрушая их связи между цементным тестом. Это приводит к ухудшению монолитности конструкции.

При оттаивании воды процесс твердения возобновляется, но уже при деформированной структуре бетона. Что может привести не только к отслоению арматуры и больших элементов заполнителя бетонной смеси, но и к трещинам. Естественно, прочность такой бетонной конструкции будет гораздо меньше расчетной.

Следует заметить, что чем раньше бетон подвергся замораживанию, тем меньше будет его прочность.

Бетонирование при жаркой погоде

Не только мороз, но и слишком жаркая погода могут помешать правильному процессу твердения бетона. Твердение – химический процесс, если вода из раствора под воздействием высокой температуры, испаряется раньше, чем будут созданы прочные цементные связи, бетон может покрыться трещинами и даже раскрошиться.

Читайте также  Как заделать дыру в бетонном потолке

Чтобы избежать этого, нужно придерживаться нескольких принципов:

  • соблюдать режим строительства и все работы по заливке бетона вести утром или вечером, но не в полдень;
  • использовать быстротвердеющие портландцементы, марка которых в 1,5-2 раза больше марки бетона;
  • постоянно увлажнять заливку, например, поливать поверхность водой из шланга со специальной рассеивающей насадкой;
  • регулярно делать измерение температуры бетона, чтобы не пропустить момент, когда потребуются кардинальные меры по охлаждению, например, использование чешуйчатого льда.

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.

Специальные добавки для раствора

Заливать бетон в минусовую температуру можно при условии добавления в раствор специального противоморозного средства. Такие средства популярны у профессионалов в строительстве круглый год. Ее цена достаточно приемлема, поэтому она стала широко популярной.

Она состоит из соли монокарбоновых кислот, а также нитрита и формиата натрия. Не исключено присутствие и других примесей в составе. С их помощью процессы затвердевания бетона значительно ускоряются, а в результате он становится еще прочнее. Их используют даже в летнее время в виду высокой эффективности. Химическое средство не позволяет воде, входящей в состав раствора, замерзать. Это его основная функция — понижать температуру замерзания воды в бетоне. Но даже случае применения специальных средств, работать зимой можно при температуре окружающей среды не более -5ºС. При сильных морозах они могут значительно терять свою эффективность и прочность бетона может сократиться на 30% и выше.

Химический компонент, понижающий температуру кристаллизации воды характеризуется негативным воздействием на арматуру. Поэтому применять химические средства необходимо весьма осторожно, если для увеличения прочности фундамента используется металл.

В таком случае в раствор нужно добавить еще и пластификатор.Данная добавка поможет улучшить плотность и крепость бетона, увеличит влагостойкость и усилит сцепление с арматурой. Данное средство будет полезно, так как при его применении уменьшается конечный расход цемента до 20%.

При заказе на готового цементного раствора на предприятии убедитесь, чтобы все необходимые компоненты были добавлены изначально. Д ля бетона , который вы будете мешать самостоятельно с помощью бетономешалки, необходимо заблаговременно продумать все необходимые дополнительные составляющие, такие как противоморозные добавки и пластификаторы.

Противоморозные добавки к бетону

Какие методы бетонирования применяют при низких положительных и отрицательных температурах

Существует несколько видов технологических мероприятий, позволяющих выполнять бетонирование в температурных условиях, далеких от оптимальных. Конкретный способ или комплекс мероприятий обеспечения качества зимнего бетонирования выбирают на основании сравнительных технико-экономических расчетов, которые обычно проводятся на стадии проектирования объекта.

Повышение температур компонентов перед замешиванием

Один из вариантов бетонирования при пониженных температурах – подогрев компонентов:

  • крупного и мелкого заполнителей – до +60 °C;
  • воды – до +90 °C;
  • цемента – только до комнатных температур, выше его нагревать нельзя, поскольку он утратит свои вяжущие свойства.

Метод термоса

Разогрев компонентов может быть частью технологического приема, называемого «горячим термосом». В этом случае смесь заливается в утепленную опалубку. Благодаря начальному теплосодержанию смеси и выделению тепла при гидратации цемента, создаются приемлемые условия для схватывания продукта. Утепленная опалубка сохраняет выделенное тепло. Для теплоизоляции используются: сено, солома, ветошь. При зимнем бетонировании (при -5 °C и ниже) утепления опалубки недостаточно. В этом случае понадобится ее обогрев одним из ниже описанных способов, что повлечет дополнительные материальные затраты.

Внимание! Максимальное выделение тепла при гидратации обеспечивают высокомарочные портландцементы.

Наиболее эффективным является сочетание метода «термоса» и противоморозных добавок.

Обогрев тепловыми пушками или печами в «тепляках»

«Тепляками» называют временные сооружения по типу теплиц, внутри которых устанавливают тепловые пушки, работающие на дизтопливе или газе. При использовании этого метода требуется постоянное увлажнение поверхности бетонного элемента. Такой способ обогрева применяют на стройплощадках, удаленных от источников централизованного электроснабжения.

Технологии электрического подогрева

Один из способов подогрева твердеющего бетона – использование электрических термоматов, которые раскладывают по поверхности бетонного элемента и подключают к источнику электропитания. Температурный режим работы термоматов определяется в проектной документации.

Для вертикально расположенных и труднодоступных бетонных элементов используют инфракрасные излучатели. Интенсивность и направление нагрева регулируются отражателями.

Один из современных способов электроподогрева – использование специальных кабелей и электродов, которые укладывают в опалубку перед заливкой смеси. Это затратный способ, требующий предварительного определения его экономической целесообразности.

Зимний период

К укладке бетонной смеси в холодное зимнее время года есть одно главное требование – приобретение бетоном прочности, достаточной для распалубки, полной или частичной нагрузки конструкции. Следствием замерзания бетонной смеси в начальной стадии является существенное снижение ее прочности после того, как произойдет оттаивание.

Данное явление происходит из-за того, что свежеприготовленный бетон насыщен влагой, которая при низкой температуре замерзает и расширяется, результатом этого становится разрыв связи между слабо схватившимся цементным камнем и поверхностью заполнителей.

График усадки при высыхании бетона.

Кроме того, при сооружении железобетонных конструкций раннее замораживание бетонной смеси значительно снизит ее сцепление с металлической арматурой.

При выполнении бетонных работ в зимний период нужно обеспечить твердение бетонной смеси во влажной и теплой среде на протяжении определенного времени. Этого можно достичь двумя способами:

  • применение внутренней температуры бетона;
  • дополнительная подача тепла.

В первом способе нужно использовать быстротвердеющий и высокопрочный портландцемент. Специалисты рекомендуют применять различные ускорители твердения цемента, например, хлористый кальций. Таким образом, ускорение твердения бетонной смеси добивается путем уменьшения количества воды, добавления в нее воздухововлекающих и пластифицирующих добавок, а также использование при укладке высокочастотного вибратора.

Выполнение всех этих мероприятий непременно позволит ускорить твердение и даст возможность добиться достаточной прочности бетонной смеси прежде, чем она замерзнет.

Запас внутренней теплоты создается путем нагревания материалов, из которых состоит бетонная смесь, кроме того, в застывающем бетоне тепло выделяется и в результате химической реакции, которая происходит между водой и цементом (экзотермия цемента).

Следует знать, что для замешивания бетонной смеси подогревать можно только воду или воду и составные (щебень, гравий, песок). Вода подогревается до 90°С, наполнители – до 40°С.

Заключение

Удобство укладки бетона не только облегчает выполнение работ, но и прямо влияет на конечные эксплуатационные показатели бетонных конструкций. Подвижность смесей обеспечивается их составом и должна соответствовать условиям заливки изделия на объекте. Ее параметры могут быть оперативно определены прямо на стройплощадке.