Вопрос о том, как вести бетонирование в зимний период, весьма актуален. В промышленном, гражданском, военном строительстве необходима непрерывность процесса при любых внешних температурах. Нередко такая потребность возникает и в частном секторе.
Между тем в большинстве российских регионов отрицательные температуры держатся в среднем по полгода. Это требует разработки и применения эффективных технологий мероприятий с бетоном в холодный период.
Для начала уточним, что подразумевается под понятием зимнее бетонирование. Оно не определяется «на глазок» и не ориентируется на календарные даты. Есть очень четкий критерий. В соответствии с СП 70.13330.2012, регламентирующим несущие и ограждающие конструкции, так называется проведение бетонных работ, когда среднесуточные температуры наружного воздуха ниже +5°С, а минимальные суточные температуры ниже 0°С. Таким образом, под это определение подпадает ведение «мокрых» работ в достаточно широком диапазоне температур и охвате времен года – от поздней осени до ранней весны, независимо от выпадения снега. В этом же нормативе указано, что укладка бетона при отрицательных температурах возможна только при создании определенных условий, обеспечивающих получение необходимых свойств и характеристик стройматериала и, соответственно, конструкций из него. Иначе это приведет к неисправимым изменениям в структуре.
Холодный воздух негативно влияет на схватывание бетона и достижение им необходимой прочности. Чем температурные показатели дальше от оптимальных, тем медленнее идет твердение и набор прочности стройматериала, а при приближении к нулевой отметке эти процессы практически замирают. Причина в том, что для наступления реакций гидратации (образования молекулярных связей) при смешивании цемента с водой требуется определенное время, поэтому внутри бетонной смеси довольно долго сохраняется свободная вода. В условиях низких температур она замерзает, реакции гидратации останавливаются, и даже при дальнейшем оттаивании смеси прочность конечного продукта будет ниже требуемой.
Кристаллизация воды не только негативно сказывается на реакциях гидратации, но и существенно повышает пористость материала. При замерзании заполнившей пустоты воды происходит увеличение внутреннего давления, материал расширяется, и арматура недостаточно сцепляется с бетоном. Это снижает прочность и морозостойкость искусственного камня.
Таким образом, бетонирование в зимнее время должно решить следующие задачи:
Зимнее бетонирование должно обеспечить набор критической прочности стройматериала, которая составляет 30–50% от проектной прочности. При наличии необходимых условий она набирается через 3-5 дней после заливки. Таким необходимым условием является оптимальная температура бетонной смеси. Она должна быть не ниже 5°С для стандартной заливки монолитных конструкций и не ниже 20°С для тонкого слоя.
Важно! Для получения зимнего бетона следует применять портландцементы и высокомарочные быстротвердеющие цементы. Марка бетона должна быть не ниже М400 (B 32,5).
Все методы зимнего бетонирования делятся на две категории: «теплый» и «холодный» бетон.
1. В первую группу входит материал, который тем или иным способом подогревается. Сюда относятся:
Следует учесть, что для прогрева и обогрева бетона потребуется дополнительное оборудование и расход электроэнергии, к тому же надо будет постоянно контролировать температуру в толще бетона во избежание большого температурного градиента.
2. «Холодным» бетоном называют методы зимнего бетонирования с применением противоморозных добавок и ускорителей твердения бетона. Некоторые присадки сочетают эти функции со свойствами пластификаторов. Преимущества «холодного» метода:
Конкретные способы зимнего бетонирования выбирают в зависимости от ряда факторов: имеющегося оборудования, типа конструкции, температуры воздуха, состава бетонной смеси, наличия и типа армирующих элементов, рентабельности.
Основные правила по уходу за бетоном зимой изложены в уже упомянутом СП 70.13330.2012. Согласно этому документу, температурно-влажностное выдерживание бетона в зимних условиях производят следующими способами:
В Своде правил подробно рассматривается, в каких условиях и каким образом применять ту или иную методику ухода за набирающим прочность бетоном, а также приведены правила контроля этого процесса. Так, следует обратить внимание, что при электродном зимнем прогреве бетона недопустимо использовать в качестве электродов арматуру заливаемой конструкции.
Данный вид прогрева проводится до набора бетоном не более 50% расчетной прочности. Если требуемая прочность бетона превышает этот показатель, для дальнейшего ухода за бетоном применяется способ термоса.
На практике, в особенности в частном секторе, широко применяется также дополнительное утепление опалубки. Это очень актуально для небольших конструкций, зимой промерзающих насквозь.