Заливка бетона зимой

Не всегда есть возможность на несколько месяцев «заморозить» объект, но и продолжать работу рискованно: неправильно залитый бетон плохо затвердевает и со временем может начать крошиться.

Итак: лить или не лить? Бетонирование при отрицательных температурах возможно, но только с учетом нюансов этого процесса.

Влияние температуры на твердение бетона

Для нормального застывания и набора прочности бетона требуются определенные условия, в том числе температурные. Оптимальный показатель для этого – когда термометр показывает +20°C. При этом максимальная прочность будет набрана за 28 суток. Когда похолодает до +5°C, процесс затвердения бетонной смеси замедлится вдвое, то есть займет почти два месяца. Именно этот показатель СНиП 3.03.01-87 определяет как наступление зимнего периода. А при нуле или минусе на улице гидратация вообще невозможна. В результате материал не наберет критической прочности, которая составляет от трети до половины полной марочной прочности. В зависимости от марки бетона этот параметр при +20°C достигается через трое суток, при +5°C – примерно в течение недели.

Почему это так важно именно зимой? Лабораторные исследования показали, что образцы бетона, успевшие набрать до замерзания критическую прочность, после размораживания продолжают набор прочностных характеристик до получения марочного (проектного) значения. В противном случае после оттаивания материал начинает разрушаться.

Таким образом, главное условие заливки бетона зимой: он должен до замерзания набрать критическую прочность. Без прогрева этот процесс происходит только при плюсовой температуре. Если не применять искусственного подогрева или специальных присадок, то надо ориентироваться на прогнозы синоптиков: Температура должна как минимум неделю не опускаться ниже +5°C.

Важно! Если ночью воздух остынет до нуля, залитую бетонную смесь надо прикрыть любым теплоизолирующим материалом (солома, пенопласт, тряпки, опилки и т.д.).

Особенности зимнего бетонирования

Главный фактор риска при бетонировании зимой – морозная погода, а главная задача – обеспечение оптимальных условий на весь период высыхания раствора. Он должен «созревать» в теплой и влажной окружающей среде. Образование искусственного камня происходит в результате гидратации – химической реакции между водой и частицами цемента. Для этого процесса необходимо соблюдение пропорций ингредиентов и однородность бетонной смеси. Если вода замерзает и эти условия не соблюдаются, то реакция прекращается. Соответственно, останавливается процесс застывания.

Помимо этого, низкие температуры вызывают следующие негативные явления:

• повышение внутреннего давления вследствие расширения материала, вызванного промерзанием;
• кристаллизация замерзшей воды вокруг арматуры, что препятствует ее сцеплению с застывающим раствором;
• возрастание пористости и растрескивание массива из-за кристаллизации жидкости;
• получение бетона с низкими прочностными характеристиками.

Из этого следует, что важнейшее внимание в зимних условиях надо уделить обеспечению набора критической прочности, и это – основная особенность бетонных работ в данное время. При создании оптимальных условий нужная величина достигается в течение 4-6 суток после укладки.

Температуру бетонной смеси необходимо измерять до заливки, во время и после нее, чтобы не допустить замерзания раствора. Для нормального протекания процесса схватывания и достижения максимального показателя прочности при температуре воздуха в пределах -3 – +5°C минимальный температурный показатель самой бетонной смеси должен быть +5° – +10°C. Чем выше градус, тем быстрее созревает раствор.

Для достижения нужного эффекта и ускорения набора твердости рекомендуется применять зимой портландцемент и быстротвердеющие цементы высоких марок.

Имеет свои особенности и сам процесс укладки бетона в холодный период. Получить лучший результат помогут некоторые рекомендации:

• До заливки опалубка должна быть очищена от наледи.
• Перед тем, как начать заливать бетон, надо прогреть грунт и арматурный каркас. Идеальный вариант – тепловые пушки или инфракрасные излучатели. Эффективно, но дорого.
• Заливать весь объем бетонной смеси необходимо в один прием – перерыва и простоя допускать нельзя.

Важно! Демонтировать опалубку и давать частичную нагрузку на несущие конструкции можно только после того, как бетон наберет не менее 60% марочной прочности. Для полной гарантии, что после оттепели материал сохранит свои характеристики, лучше дождаться 100%.

Методики зимнего бетонирования (прогрев, добавление присадок)

Для нормального протекания процесса твердения бетона нужна градусы выше нуля как окружающего пространства, так и самого раствора.

Однако может возникнуть ситуация, когда на улице мороз, а заливать бетон необходимо. На этот случай существуют способы бетонирования зимой. Назовем самые распространенные из них.

1. Использование греющего кабеля (провода). Эта технология считается самой простой и эффективной. Правда, обойдется она недешево, но зато дает гарантию, что после оттепели бетон не разрушится. Кабель располагают «змейкой» на обрешетке в центре бетонной конструкции, закрепляют зажимами, подключают к источнику питания и начинают заливать бетон. По завершении полного цикла затвердения оставшийся снаружи конец кабеля срезают. А застывший в конструкции отрезок послужит дополнительной арматурой.

2. Хороший эффект дает установка тепляка над участком, где ведутся работы. Сооружение представляет собой своего рода теплицу из досок и целлофановой пленки или тента. Температура внутри должна быть не меньше всё тех же +5°C, а лучше – в пределах 12-15 градусов выше нуля. Поддерживать тепло можно с помощью дровяной печи, ее можно сделать самим из металлических бочек или баков. Более дорогой вариант – тепловые пушки, работающие на газовом топливе или электричестве.

3. Добавление в бетонный раствор специальных присадок для повышения морозостойкости. Модифицирующие добавки делятся на две группы:

• Снижающие точку замерзания воды. Под их воздействием входящая в состав бетонной смеси жидкость даже при -25°C не кристаллизуется, и процесс гидратации не останавливается. К этим добавкам относятся соли кальция и натрия, а также поташ – технический углекислый калий.
• Сокращающие время схватывания. Эти вещества ускоряют застывание и способствуют быстрому набору бетоном критической прочности при минусовых температурах. В данную категорию входят нитрит-нитрат кальция, поташ, соли кальция, смешанные с мочевиной соли кальция. Дозировку присадок рассчитывают в зависимости от температуры на улице и массы цемента (до -10°C добавляют 5–8% от массы вяжущего, до -15°C – 10%, до -25°C – 15%).

4. Предварительный прогрев компонентов бетонной смеси. Перед смешиванием вяжущее (цемент) подогревают до +20°C, наполнители (щебень, гравий, керамзит, песок и т.д.) – +55-60°C. Воду доводят до +90 градусов. Этот способ способствует быстрому набору бетоном прочности. Опалубку можно убрать уже через несколько суток. Подогретый таким образом раствор должна быть не горячее +35-38°C. Вариант этого метода – в специальных установках подогревают уже смешанный раствор.

5. Подогрев электродами. Арматуру перевязывают проволокой, которую присоединяют к проводам и выводят их на понижающий трансформатор. Электроды располагают на расстоянии 60-100 см друг от друга. В качестве проводника выступает входящая в состав бетона жидкость.

6. Метод термоса используется, если смесь еще на заводе разогрета до 25-45 градусов. После заливки опалубку обкладывают термоизоляционным материалом. В процессе гидратации выделяется тепло, достаточное для набора необходимой твердости.

Существуют также более сложные и дорогие технологии.

Заключение

Из сказанного можно сделать вывод, что бетонирование в зимних условиях возможно при соблюдении ряда условий. Главное из них – соблюдение температурного режима, обеспечивающего достижение бетонной смесью критической прочности. Без прогрева допускается заливка, если термометр показывает не меньше 5 градусов тепла. Если ниже нуля – необходимо принять меры к искусственному прогреву. Для этого имеются разные технологии. Конкретные способы утепления выбирают, исходя из типа конструкции, компонентов бетонной смеси, наличия оборудования, материальных возможностей и других факторов.