Izlijevanje betona na negativnim temperaturama: tajne zimske tehnologije betoniranja. Sve o karakteristikama izgradnje temelja na niskim temperaturama

Da li se beton može sipati zimi?

Zahlađenje zimi stvara ozbiljne neugodnosti građevinarima pri obavljanju poslova vezanih za betoniranje. Voda koja je dio otopine, kada se ohladi, pretvara se u led, povećavajući volumen. Monolit gubi snagu i postaje prekriven mrežom pukotina. Istovremeno, betoniranje zimi je moguće zahvaljujući posebnim metodama betoniranja. Uspješno ih koriste profesionalni graditelji i privatni majstori. Razmotrimo detaljno specifičnosti betoniranja tokom zimske gradnje.

Betonski radovi zimi - karakteristike performansi

Zimske mjesece je teško nazvati povoljnim periodom za betoniranje monolitnih konstrukcija, izlivanje temelja i formiranje bušenih nosača. To je zbog kristalizacije vode. To otežava proces hidratacije da formira jake veze na molekularnom nivou. Ekspanzijom vode kao rezultat kristalizacije, poroznost se povećava, karakteristike čvrstoće se smanjuju, a masiv puca.

Da bi zimski beton bio čvrst, potrebno je stvoriti uslove ili dodatke za njegovo sazrijevanje.

Nakon betoniranja odvijaju se sljedeći procesi:

hvatanje. Trajanje ove faze nije duže od 24 sata, tokom kojih se vrši prijelaz iz tekućeg stanja u čvrstu fazu. Karakteristike čvrstoće su prilično niske;
otvrdnjavanje. Ovo je dug proces, zbog čega se karakteristike performansi stiču tokom mjesec dana. Zavise od marke rastvora, uvedenih modifikatora, kao i od temperature okoline.

Brojni programeri su zainteresirani za temperaturu na koju se beton može sipati zimi. Stručnjaci smatraju da se normalan tok procesa vezivanja i postizanje maksimalne čvrstoće dešava na temperaturama od plus 3 do plus 5 stepeni Celzijusa. U isto vrijeme, brzina stvrdnjavanja je direktno proporcionalna temperaturi i povećava se kada se koriste veće vrste portland cementa.

Proces hidratacije tokom normalnog toka procesa stvrdnjavanja je sljedeći:

na površini se formira tanak sloj natrijevog hidrosilikata;
zrna cementa postupno apsorbiraju vodu, vežući sve komponente smjese;
vanjski slojevi masiva postaju gušći kada voda isparava iz otopine;
proces stvrdnjavanja postupno ide u dubinu masiva;
koncentracija vlage se smanjuje dok se ne postigne radna čvrstoća.

Odgovarajući na pitanje na kojoj temperaturi se beton smrzava, obavještavamo vas da se proces hidratacije može odvijati samo na pozitivnoj temperaturi. Formiranje kristala leda otežava vezivanje komponenti betonske mješavine. Tokom hidratacije, rastvor se zagreva. To omogućava, uz blagi udar hladnoće, izvođenje betonskih radova, pod uvjetom da se koristi oplata koja štedi toplinu ili posebne prostirke.

Prije svega, morate odabrati pravi cement za zimsko betoniranje temelja.

Prilikom betoniranja zimi koriste se različite metode za promjenu praga smrzavanja i skraćivanje vremena vezivanja:

modificirajući aditivi se uvode kako bi se snizio prag kristalizacije. Stručnjaci pojedinačno određuju koliko soli treba dodati betonu zimi, kao i u kojim omjerima dodati modifikatore;
zagrijati otopinu raznim metodama. Izbor optimalne opcije za zagrijavanje betonskog rješenja vrši se ovisno o specifičnostima posla i razini troškova za implementaciju odabrane metode;
U sastavu betonske otopine koriste se portland cementa viših razreda. Takav cement za kraće vrijeme postiže snagu potrebnu za rad i intenzivno upija vlagu.

Zaustavimo se detaljno na nijansama izlijevanja betona zimi.

Izlivanje betona zimi - prednosti zimskog betoniranja

Izvođenje radova na niskim temperaturama ima određene prednosti:

omogućava izlivanje na rastresitim tlima. Na takvim tlima je problematično izvoditi zemljane radove u toplom periodu, jer se tlo mrvi. Povećanje tvrdoće tla tokom smrzavanja olakšava izvođenje radova;

Za gnječenje zimi koristi se topla voda i zagrijana nasipa. Cement se ne može zagrijati

značajno smanjuje procijenjenu cijenu rada. To se postiže smanjenjem troškova građevinskog materijala zimi. Sezonski popusti mogu pomoći u smanjenju troškova;
omogućava smanjenje vremena građevinskih aktivnosti. U nepovoljnim prirodnim uslovima, graditelji su primorani da rade brže, što omogućava ubrzano izvođenje izgradnje.

Osim toga, moguće su situacije kada se građevinski objekat nalazi u hladnoj klimatskoj zoni, a zimsko betoniranje je jedino moguće rješenje.

Da li je moguće sipati beton zimi - problematične tačke

Brojni programeri smatraju da je preporučljivo suzdržati se od zimskog betoniranja i završiti cijeli obim posla s početkom toplih mjeseci.

Oni se rukovode sljedećim razmatranjima:

kupovina kupljenog materijala koji sadrži aditive protiv smrzavanja povećat će troškove;
stvaranje posebnih uvjeta za polaganje i korištenje metoda grijanja dovest će do dodatnih troškova;
smanjena dužina zimskog dana zahtijevat će dodatna sredstva vezana za osvjetljenje lokacije i toplinsku izolaciju kabina;
upotreba složenih metoda grijanja zahtijevat će uključivanje stručnjaka i korištenje posebne opreme;
uz značajno smanjenje temperature, trebat će više vremena da se dobije operativna snaga;
najmanje odstupanje od dokazane tehnologije i oštra promjena vremenskih uvjeta razlozi su povećane krhkosti.

Tokom zimskog miješanja otopine, redoslijed polaganja komponenti se mijenja: ulijeva se voda, ulijeva se drobljeni kamen i pijesak

Analizirajući kompleks problematičnih tačaka, možemo zaključiti da postoji velika vjerovatnoća dobijanja betona niske kvalitete i naglog povećanja ukupnog nivoa troškova.

Primijenjene metode zimskog betoniranja

Prilikom izvođenja betonskih mjera zimi koriste se sljedeće metode:

povećanje temperature betonske mješavine, zbog upotrebe prethodno zagrijane vode;
održavanje plastificirajućih aditiva i modifikatora koji značajno smanjuju prag smrzavanja vode;
podizanje temperature otopine posebnim metodama električnog i infracrvenog grijanja.

Hajde da se detaljnije zadržimo na karakteristikama svake tehnike.

Izlivanje betona zimi kod kuće

Ova metoda uključuje zagrijavanje smjese na različite načine:

dodavanje tople vode zagrijane na 70-80 stepeni Celzijusa u rastvor;
uvođenje punila zagrijanog toplinskim pištoljem;
zagrijavanje betonske otopine u mješalici zagrijanoj sa strane.

Upotreba zagrijane mješavine je najjednostavniji način koji se koristi za zimsko izlijevanje. Uslovi za korišćenje ove tehnologije:

izvođenje neznatnih obima posla;
betoniranje u kućnom okruženju;
lagano zahlađenje noću.

Drugi način izlivanja betona na niskim temperaturama je upotreba hemikalija

Da biste postigli željeni efekat, morate se pridržavati sljedećih pravila:

koristite portland cement razreda M400 i više;
uvesti plastifikatore koji ubrzavaju proces stvrdnjavanja;
ne prekoračite maksimalno dozvoljenu temperaturu zagrevanja vode.

Slijed:

U mikser za beton sipajte vodu zagrejanu na 80 stepeni Celzijusa.
Napunite punilom i pijeskom, poštujući potrebne proporcije.
Uvesti portland cement kao vezivo.
Dodajte posebne aditive koji ubrzavaju stvrdnjavanje otopine.
Promiješajte sastojke do željene konzistencije i sipajte.

Nakon betoniranja materijal treba zbiti vibratorom i zaštititi od hlađenja toplotnoizolacijskim materijalom.

Da li je moguće dodavati sol betonu zimi i modificirati aditive

Uvođenjem posebnih plastifikatora smanjuje se stepen smrzavanja vode. U tom slučaju, hidratacija će se provoditi prema standardnoj shemi, uprkos sniženoj temperaturi okoline.

Najčešći aditiv koji povećava "otpornost na mraz" betona i ubrzava njegovo stvrdnjavanje je kalcijev hlorid.

Uz gotove formulacije koje se mogu kupiti u trgovinama koriste se sljedeći sastojci:

kalcijum hlorid:
potaša;
natrijum hlorida;
natrijum nitrat.

Brojni programeri dodaju sol (natrijum klorid), što omogućava blago smanjenje praga smrzavanja, ali ne jamči očuvanje svojstava betona. Stručnjaci preporučuju korištenje komercijalno dostupnih modifikatora i ne eksperimentiranje s dostupnim aditivima.

Da li je moguće betonirati zimi na tehnički složene načine?

U građevinarstvu se za zimsko betoniranje koriste sljedeće progresivne metode:

ugradnja izolacijskog omotača, koji djeluje kao termos i izgrađen je oko oplate;
polaganje grijaćeg kabela, koji je spojen na transformator i zagrijava niz;
koristiti za zagrijavanje elektroda zaglavljenih u betonu na koje se primjenjuje napon;
grijanje infracrvenim grijačima koji direktno utječu na betonsku masu;
indukcijsko zagrijavanje niza, u kojem se magnetsko polje pretvara u toplinsku energiju.

Upotreba ovih tehnika zahtijeva preliminarne proračune, korištenje posebne opreme i visoke kvalifikacije.

Zaključak

Prilikom odlučivanja o preporučljivosti postavljanja betona zimi, pažljivo analizirajte kako će se odvijati proces izlivanja, kao i procijeniti ukupni nivo troškova. Ako je moguće, vrijedi odgoditi zimsko betoniranje za toplu sezonu.

U zimskim uslovima (srednja dnevna temperatura spoljašnjeg vazduha ispod +5°C) slobodna voda se smrzava, što zaustavlja proces hidratacije cementa, njeno povećanje zapremine (do 9%) uništava betonsku konstrukciju. To dovodi do činjenice da nakon odmrzavanja beton više ne može dobiti projektnu čvrstoću.

Utvrđeno je da ako beton dobije 30 ... 50% projektne čvrstoće prije smrzavanja, daljnje izlaganje niskim temperaturama ne utječe na njegove fizičke i mehaničke karakteristike. Ova vrijednost snage naziva se kritična. U zavisnosti od vrste betona, jednak je: 50% M - za M200, 40% M - za M300 i 30% M - za M400 i više.

Zimske metode betoniranja, koje osiguravaju postizanje kritične čvrstoće betonom, uključuju: zagrijavanje betona tokom njegove pripreme; očvršćavanje betona u izolovanoj oplati (termos metoda); uvođenje hemijskih aditiva u beton koji smanjuju tačku smrzavanja; toplinski učinak grijaće oplate na svježe položen beton; grijanje elektroda; uticaj infracrvenih izvora toplote itd. Tehnološke metode se biraju u zavisnosti od ekonomske efikasnosti, uslova betoniranja, vrste konstrukcija i karakteristika upotrebljenih betona, dostupnosti jeftinih izvora toplote.

Prilikom pripreme betonskih mješavina, tvornice organiziraju zagrijavanje komponenti i miješanje vode, a sam proces pripreme se odvija u izoliranoj prostoriji, čime se osigurava izlaz betonske mješavine na zadanoj temperaturi. Za zagrijavanje pijeska i drobljenog kamena koriste se posebni registri kroz koje se propušta voda ili para zagrijana na 90 ° C. Voda za miješanje se zagrijava na temperaturu od 40 ... 80 ° C (ovisno o vrsti cementa) uglavnom parom u bojlerima.

Betonska mješavina se zimi prevozi u izoliranim betonskim kamionima, specijalnim kontejnerima, kiperima sa grijanim karoserijama sa izduvnim plinovima. Karoserija je pokrivena ceradom ili izolovanim štitovima, kade i bunkeri - sa izolovanim drvenim poklopcima.

Zimsko betoniranje sa negrijanim očvršćavanjem betona odnosi se na "termos" metodu, koja se temelji na stavljanju betonske mješavine zagrijane na temperaturu od 20 ... 80 ° C u toplinski izoliranu oplatu. Izložene betonske površine štite od hlađenja. Količina topline koja se unosi u betonsku smjesu i oslobađa pri egzotermnoj reakciji cementa sasvim je dovoljna za postizanje kritične čvrstoće betona.

Prijevoz zagrijane betonske mješavine do mjesta betoniranja praćen je značajnim gubicima topline, povećanjem krutosti smjese i smanjenjem njene obradivosti. Da bi se uklonili ovi nedostaci, svrsishodnije je zagrijati beton direktno na mjestu rada. Za to se koriste posebne elektrode koje su uronjene u betonsku smjesu koja se nalazi u karoseriji kipera ili u bunkeru. Primjenjujući na njih električnu struju od 380 V, smjesa se zagrijava 5 ... 10 minuta na temperaturu od 75 ... 90 ° C.

U praksi je široko rasprostranjena metoda električne toplinske obrade betona. Temelji se na pretvaranju električne energije u toplinu direktno unutar betona ili u raznim vrstama električnih uređaja za grijanje. U građevinarstvu su savladane sljedeće metode: zagrijavanje elektrodama (u stvari električno grijanje); grijanje u elektromagnetnom polju (indukcija); grijanje raznim električnim grijačima.

Metoda zagrijavanja elektroda dijeli se na prolaznu i perifernu. Kod prolaznog zagrevanja koriste se štap elektrode prečnika do 6 mm, koje se postavljaju po celom preseku, sa periferno - plutajućim okvirom i pločom, ušivenim na ploču i konop. U svakom slučaju izračunajte raspored elektroda i napon na njima. Kada se beton zagrijava, strogo se prati brzina porasta njegove temperature (8 ... 15 ° C / h) i vrijeme izotermnog zagrijavanja.

Za kontaktno električno grijanje koriste se različite vrste grijaćih oplata koje se dijele na tvrde (drvene, metalne) i meke (od cerade ili azbestne tkanine, gume, plastike itd.). Termoaktivna oplata se postavlja sa zasebnim pločama ili povećanim panelima. Izvori topline u štitovima su električni grijači sa šipkama, cijevnim i ugaonim šipkama, trakaste elektrode, žičane ili folijske elektrode utisnute u elektroprovodljivu kompoziciju.

Za zagrijavanje betona parom oko betonske konstrukcije stvara se takozvana "parna košuljica" koja obezbjeđuje potrebne temperaturne i vlažne uslove za stvrdnjavanje betona. Temperatura grijanja 70 ... 95 ° C.

Indukcijsko zagrijavanje betona nastaje zbog oslobađanja topline prilikom prolaska vrtložnih struja u metalnoj oplati i konstrukciji, koje se nalaze u elektromagnetskom polju induktora (zavojnice s više okreta), kroz koje prolazi naizmjenična struja industrijske frekvencije sa Propušta se napon od 36 ... 120 V. Toplota od armature i metalne oplate se prenosi betonu i zagrijava ga. Indukcijsko grijanje se uglavnom koristi za toplinsku obradu betona konstrukcija malih presjeka: stupova, greda, spojeva, konstrukcija podignutih u kliznim, penjajućim i horizontalno pokretnim oplatama.

Kao izvori grijanja koriste se grijaći elementi snage 0,6 ... 1,2 kW, emiteri od keramičkih šipki prečnika 6 ... 50 mm i snage 1 ... 10 kW, kvarcni cevasti emiteri i druga sredstva. infracrvene zrake. Infracrveni emiteri u kompletu sa reflektorima koriste se za grijanje tankozidnih kapacitivnih konstrukcija, pripremu betona, monolitiranje spojeva i jedinica itd. Tokom zagrijavanja temperatura na površini betona ne smije prelaziti 80...90°C.

Upotreba hemijskih aditiva u betonu snižava tačku smrzavanja vode i na taj način osigurava stvrdnjavanje betona na negativnim temperaturama. Potaša (P), natrijum nitrit (NN), kalcijum nitrat (NK), jedinjenje kalcijum nitrata sa ureom (NKM), kalcijum nitrit-nitrat (NNK), kalcijum hlorid (HC) sa natrijum hloridom (NN) se koriste kao aditivi protiv smrzavanja., kalcijum hlorid (HC) sa natrijum nitritom (NN) itd. Izbor aditiva protiv smrzavanja i njihova optimalna količina zavise od vrste betonirane konstrukcije, njenog stepena, prisustva agresivnih agenasa i lutajućih struja, i temperaturu okoline.

Kada je potrebno izvršiti zimsko betoniranje, glavni problem su niske temperature okoline, koje dovode do smrzavanja građevinskog materijala. Shodno tome, tehnologija betoniranja u zimskim uslovima ima za cilj sprečavanje smrzavanja vode i drugih materijala.

Zahtjevi za zimsko betoniranje određeni su SNiP 3.03.01, prema kojem se zimskim uvjetima smatraju temperature ispod 5 ° C.

Karakteristike zimskog betoniranja

Dva su važna razloga koja otežavaju postavljanje betona zimi.

Na niskim temperaturama usporava se proces hidratacije cementa, što je razlog za povećanje vremena stvrdnjavanja betona.

Na temperaturi okoline od 20°C, beton dobija oko 70% svoje projektne čvrstoće u roku od nedelju dana. Kada temperatura padne na 5°C, trebat će 3-4 puta više vremena da se postigne takav nivo čvrstoće.

Drugi nepoželjan proces je razvoj unutrašnjih sila pritiska koje nastaju zbog širenja smrznute vode. Ova pojava dovodi do omekšavanja betona. Osim toga, ledeni filmovi se formiraju od smrznute vode oko agregata, razbijajući vezu između komponenti smjese.

Kada se voda zamrzne u porama smjese za otvrdnjavanje, razvija se značajan pritisak, što dovodi do uništenja strukture nezrelog betona i smanjenja njegovih karakteristika čvrstoće.

Smanjenje čvrstoće je utoliko značajnije, što se voda više smrzavala u ranijoj starosti betona. Najopasniji je period vezivanja betonske mješavine. Ako se smjesa zamrzne odmah nakon polaganja u oplatu, tada će njena čvrstoća na niskim temperaturama biti posljedica samo sila smrzavanja. Kada temperatura poraste, proces hidratacije cementa će se nastaviti, ali će čvrstoća takvog betona biti znatno inferiornija od sličnih karakteristika materijala koji nije zamrznut.

Samo beton koji je već dobio određenu vrijednost čvrstoće može izdržati smrzavanje bez oštećenja konstrukcije. Važno je pridržavati se pravila kontinuiranog polaganja betona kako bi se izbjegle hladne fuge.

U savremenoj građevinarstvu, u svjetskoj praksi, najčešći je način zimskog betoniranja, kada se betonska smjesa štiti od smrzavanja tokom stvrdnjavanja i dobiva određenu vrijednost čvrstoće koja se naziva kritičnom.

Pod kritičnom vrijednošću čvrstoće betona uzima se čvrstoća koja je jednaka 50% marke. U kritičnim konstrukcijama beton je zaštićen od smrzavanja do 70% projektne čvrstoće.

U modernoj gradnji koristi se nekoliko metoda betoniranja zimi:

upotreba aditiva protiv smrzavanja;
oblaganje betonske mješavine PVC folijom i drugim izolacijskim materijalima;
električno i infracrveno grijanje betona.

Bez obzira šta gradite, postavlja se pitanje,? Znamo odabrati marku ovisno o vrsti objekta, opterećenju i prirodi tla.

Osnovni zakon čvrstoće betona, opisan, omogućava vam da pravilno planirate građevinske radove.

Najpopularnije betonske mješavine i komponente.

Primjena aditiva protiv smrzavanja

Tehnološki najpovoljnija i najisplativija metoda izvođenja zimskog betoniranja je upotreba aditiva protiv smrzavanja. Ova negrijana metoda je mnogo jeftinija od betoniranja sa preliminarnom ogradom i izolacijom konstrukcije, grijanjem na struju i infracrvenim zrakama.

Modifikatori protiv smrzavanja mogu se koristiti sami ili u kombinaciji s različitim metodama grijanja.

Svi postojeći "zimski" aditivi betonu mogu se podijeliti u tri glavne grupe.

U prvu grupu spadaju aditivi koji ili malo ubrzavaju ili malo usporavaju vezivanje i stvrdnjavanje smjese. Predstavnici ove klase su jaki i slabi elektroliti, neelektroliti i jedinjenja organskog porekla - urea i polihidrični alkoholi.
Druga grupa uključuje modifikatore na bazi kalcijum hlorida. Ove supstance imaju sposobnost da značajno ubrzaju procese vezivanja i stvrdnjavanja i imaju značajna svojstva protiv smrzavanja.
U treću grupu spadaju supstance koje imaju slaba svojstva antifriza, ali su jaki ubrzivači vezivanja i stvrdnjavanja sa jakim oslobađanjem toplote odmah nakon izlivanja. Opseg primjene ovih aditiva je mali, ali su od naučnog interesa. Ovi aditivi uključuju trovalentne sulfate na bazi aluminijuma i gvožđa.

Mjere koje povećavaju efikasnost upotrebe aditiva protiv smrzavanja

Aditivi protiv smrzavanja igraju važnu ulogu - aktiviraju procese stvrdnjavanja smjese i snižavaju tačku smrzavanja tekuće faze. Ali da bi se postigao efikasan rezultat, uz upotrebu modifikatora, potrebno je izvršiti niz povezanih aktivnosti.

Stvaranje unutrašnje topline u betonskoj mješavini je olakšano predgrijavanjem njegovih komponenti.
Po završetku ugradnje, betonska površina se mora izolirati prostirkama, koje će sačuvati toplinu oslobođenu kao rezultat egzotermne reakcije cementa i vode, te održati uvjete pogodne za stvrdnjavanje.
Zimi je najefikasnije koristiti portland cemente i visokokvalitetne brzovezujuće cemente.

Prilikom izrade betonske mješavine od zagrijanih komponenti koristi se drugačiji redoslijed utovara svih elemenata nego u tradicionalnim ljetnim uvjetima, kada se sve suhe komponente istovremeno utovaruju u bubanj miksera napunjen vodom. Zimi, kako bi se izbjeglo varenje cementa, prvo se sipa voda u bubanj, zatim se ulije krupni agregat, a zatim se bubanj okreće nekoliko okretaja i sipa pijesak i cement.

Trajanje miješanja komponenti zimi treba povećati za otprilike jedan i pol puta.

Smjesu treba transportovati u izolovanoj mašini sa duplim dnom, gde se dovode izduvni gasovi. Mjesta za utovar i istovar betonske mješavine moraju biti izolirana od utjecaja vjetra, a sredstva za dovod mješavine treba pažljivo izolirati.
Oplata i okovi moraju biti bez snijega i leda, okovi moraju biti zagrijani na pozitivnu temperaturu.
Preduvjet za zimsko betoniranje je brz tempo njegove implementacije.

Termos metoda

Tehnološki, "termos" metoda se izvodi postavljanjem mješavine pozitivne temperature u izoliranu oplatu. Beton dobiva čvrstoću zbog početnog sadržaja topline i egzotermnog oslobađanja tijekom reakcije hidratacije cementa.

Maksimalno odvođenje topline osiguravaju portland cementi i visokokvalitetni cementi. Metoda "termos" posebno je efikasna u kombinaciji sa aditivima protiv smrzavanja.

Betoniranje metodom "vruće termos" sastoji se u kratkotrajnom zagrijavanju smjese na 60-80 0 C, zbijanju u vrućem stanju i čuvanju u "termosu" ili uz korištenje dodatnog grijanja.

U uvjetima gradilišta betonska smjesa se zagrijava pomoću elektroda. Smjesa djeluje kao otpor u krugu naizmjenične električne struje. Električno grijanje se vrši u karoseriji ili kadama kipera.

Metode vještačkog grijanja i zagrijavanja betona

Suština ove metode je stvaranje i dalje održavanje temperature smjese na maksimalno dozvoljenoj vrijednosti dok beton ne dobije potrebnu čvrstoću. Ova metoda se koristi u slučajevima kada metoda "termos" nije dovoljna.

Postoji nekoliko opcija za postizanje željenog rezultata:

Fizičko značenje zagrijavanja elektroda je slično gore opisanoj metodi zagrijavanja mješavine elektrodama. U ovom slučaju koristi se toplina koju smjesa oslobađa kada se kroz nju propušta električna struja. Za napajanje betona električnom strujom koriste se elektrode nekoliko vrsta: ploča, struna, traka, šipka. Najefikasnije su pločaste elektrode od krovnog čelika. Ploče se prišivaju na površinu oplate u direktnom kontaktu sa betonom i spajaju na suprotne faze mreže. Između suprotnih elektroda dolazi do izmjene struje, zbog čega se cijela betonska konstrukcija zagrijava.
Suština kontaktnog ili konduktivnog grijanja je korištenje topline koja nastaje u vodiču tijekom prolaska električne struje kroz njega. Kontaktom se toplina prenosi na sve površine betonskog elementa. Sa površina se toplina širi po cijeloj strukturi.

Za kontaktno zagrijavanje betona koriste se termoaktivni fleksibilni premazi ili termoaktivna oplata.

Metoda infracrvenog grijanja zasniva se na sposobnosti infracrvenih zraka, kada ih tijelo apsorbira, da se transformišu u toplotnu energiju. Toplina od radijatora do zagrijanog tijela se provodi trenutno bez upotrebe nosača topline. Kao generatori infracrvenih talasa koriste se kvarcni i cevasti metalni emiteri. Infracrveno grijanje se koristi za zagrijavanje armature, smrznutih betonskih površina, toplinske zaštite položene betonske mješavine.
Indukcijsko grijanje koristi toplinu koja se oslobađa u čeličnoj oplati ili dijelovima armature i proizvodima koji se nalaze u elektromagnetnom polju induktorske zavojnice. Ova metoda se koristi za zagrijavanje prethodno izrađenih betonskih konstrukcija na bilo kojoj temperaturi okoline i u bilo kojoj oplati.

GD Star Rating
WordPress sistem ocjenjivanja

Zimsko betoniranje: metode, karakteristike, potrebne mjere, 4.8 od 5 - ukupno glasova: 32

„Zimski uslovi“ se stvaraju na objektu u izgradnji, gde je značajan deo radova vezan za monolitni armiranobeton, mnogo ranije od početka zime prema kalendaru. Izgradnja postaje „zimska“ čim prosječne dnevne temperature padnu na +5°C, a temperature ispod 0°C se javljaju noću.

U uslovima niskih temperatura, voda u sastavu potpuno neočvrslog betona prestaje da reaguje sa cementom i smrzava se, postajući led. Intenzitet procesa hidratacije naglo se smanjuje, beton prestaje stvrdnjavati. Istovremeno se u betonu povećava unutrašnji pritisak, što je rezultat povećanja zapremine vode za 9% koja se pretvorila u led. Ako se smrzavanje betonskog odljevka dogodi u ranoj fazi rada (odmah nakon postavljanja betona), tada je struktura armiranog betona potpuno uništena, jer nema sposobnost da izdrži procese smrzavanja unutrašnjeg volumena. tečnosti. Ako se beton odmrzne, led ponovo postaje voda i aktivira se proces hidratacije, ali do potpune obnove betonske strukture neće doći.

Prilikom smrzavanja svježe postavljenog betona oko njegovog unutrašnjeg armaturnog "kostura" i zrna punila formira se ledena kora, koja raste uslijed nadolazeće vode iz unutrašnjih zona betona s višom temperaturom. Svaka ledena kora postupno povećava debljinu zidova i odmiče cementnu pastu od betonskog punila i armature, što smanjuje karakteristike čvrstoće betona i negativno utječe na njegovu trajnost.

Ako beton ima vremena da dobije minimalnu dovoljnu čvrstoću prije smrzavanja, tada se negativni procesi u njegovoj strukturi neće razviti. Stupanj čvrstoće betona pri kojem niske temperature nisu opasne za njega se naziva "kritičnim".

Standardi za kritičnu čvrstoću betona odnose se na njegovu klasu, vrstu i uslove u kojima će se ova konstrukcija koristiti. U slučaju konstrukcija od betona i armiranog betona (nenapregnuta armatura), kritična čvrstoća treba da bude najmanje 50% projektne čvrstoće za B7.5-B10, najmanje 40% za B12.5-B25, i 30% iznad B30. Za betonske konstrukcije koje sadrže prednapregnutu armaturu, kritična čvrstoća mora biti najmanje 80% projektne. Za betonske konstrukcije podložne naizmjeničnim ciklusima smrzavanja i odmrzavanja potrebno je postići čvrstoću od 70%. Opterećene konstrukcije moraju dobiti punu, 100% čvrstoću dizajna prije nego što budu izložene temperaturama ispod nule.

Trajanje perioda očvršćavanja betona, tokom kojeg se postiže skup potrebnih karakteristika čvrstoće, u velikoj mjeri zavisi od temperaturnih uslova na gradilištu. Što je temperatura zraka viša, to je veća aktivnost vodene komponente betonske mješavine - procesi reakcije s cementnim klinkerom su brži, što ubrzava unutarnju koagulaciju i stvaranje kristalne strukture. Shodno tome, smanjenje temperature dovodi do usporavanja ovih procesa.

Betonski radovi zimi se moraju izvoditi u vještački stvorenim uvjetima s obzirom na temperaturu i vlagu, čime se postiže stvrdnjavanje betona do kritične ili projektne čvrstoće za kraće vrijeme i uz manje troškove. Za postizanje željenih rezultata koriste se posebne tehnologije za miješanje, isporuku na ugradnju na gradilište i naknadno očvršćavanje betona.

Predgrijavanje betonske mješavine

Tokom pripreme betonske mešavine na niskim temperaturama ona se zagreva na 35-40°C, obezbeđeno prethodnim zagrevanjem komponenti.Voda se zagreva u kotlovima na temperaturu od 90°, a punilo se zagreva na 60°C. C u bubnjevima pomoću pare, dimnih plinova i tople vode. Apsolutno je nemoguće zagrijati cement.
Umjetno zagrijana betonska mješavina za "zimsko" gradilište sastavlja se drugačije nego u toploj sezoni. Ako se ljeti suhe komponente smjese istovremeno utovaruju u bunker miksera, gdje je prethodno izlivena voda, onda je zimi postupak sljedeći - prvo se sipa voda i sipaju velike frakcije punila. Kada bubanj za miješanje napravi nekoliko okretaja, u njega se ubacuju cement i pijesak. Zanemarivanje ovog slijeda radnji dovest će do "kuvanja" cementa.

Trajanje miješanja betonske mješavine na negativnim temperaturama mora se povećati za 1,2-1,5 puta u odnosu na "ljetni" period njenog miješanja. Transport gotovih betona vrši se u grijanom, izoliranom i zatvorenom kontejneru, bilo da se radi o kanti ili karoseriji automobila. Zagrijavanje karoserije vozila je osigurano na ovaj način - napravljeno je dvostruko, izduvni plinovi iz motora se usmjeravaju u tako stvorenu šupljinu, što će smanjiti gubitke topline. Isporuka betonske mješavine treba da se odvija najvećom mogućom brzinom i bez ikakvih međupreopterećenja. Prostori u kojima se vrši utovar i istovar betonske mješavine moraju biti ograđeni od vjetra, a sredstva kroz koja beton teče (debla) moraju biti izolovana.

Priprema betonskih radova zimi

Beton treba polagati na podlogu čije stanje u potpunosti isključuje smrzavanje smjese duž linije spoja s njom, kao i mogućnost deformacija uslijed nadimanja tla. U te svrhe, podloga površine betoniranja se zagrijava do pozitivne temperature, a nakon polaganja smjese čuva se od smrzavanja dok beton ne dobije kritičnu čvrstoću.

Neposredno prije početka radova na betoniranju, oplata i armatura se čiste od leda i snježnih masa. Ako je promjer armature veći od 25 mm, ili je izrađen od krutog profilisanog valjanog materijala ili sadrži metalne ugrađene elemente značajne veličine, tada u uvjetima negativnih temperatura ispod -10 ° C, armaturu treba zagrijati.

Postupci betoniranja u zimskim uvjetima odvijaju se brzo i kontinuirano - svaki temeljni sloj betona mora biti prekriven novim prije nego što njegova temperatura padne ispod izračunate.

Savremene tehnologije za izvođenje betonskih radova zimi omogućavaju postizanje visokokvalitetnih građevinskih konstrukcija uz optimalnu razinu troškova. Oni su konvencionalno podijeljeni u tri grupe:

"termos" tehnologija, zasnovana na očuvanju početne toplote mešavine zagrejane tokom procesa pripreme ili pre polaganja na gradilištu, kao i na korišćenju toplotnih emisija koje nastaju usled reakcije cementa sa vodom tokom očvršćavanje betona;
tehnologija vještačkog zagrijavanja betonske mješavine nakon ugradnje u konstrukciju;
tehnologija hemijskog smanjenja tačke smrzavanja vode u sastavu betonske mešavine i povećanja brzine reakcije cementa.

Ovisno o situaciji na gradilištu, gore navedene metode očvršćavanja betona na niskim temperaturama mogu se koristiti u kombinaciji. Konačan izbor u korist jedne od tehnologija zasniva se na vrsti konstrukcije i njenim dimenzijama, na vrsti betona, njegovom sastavu i projektnoj čvrstoći koju mora da dobije, lokalnim klimatskim uslovima u vreme rada, energetskim mogućnostima pri gradilište itd.

Betonski radovi zimi i termo tehnologija

Njegova suština je u polaganju mješavine betona, temperature u rasponu od 15 do 30 o C, u oplatu sa izolacijom. To će betonu osigurati dovoljnu čvrstoću zbog početne toplinske energije i egzotermne reakcije cementa, što neće dozvoliti da se betonska konstrukcija smrzne prije roka. Količina topline koju stvaraju egzotermne reakcije ovisi o temperaturi držanja i vrsti cementa koji se koristi za formiranje smjese.

Najbolji podaci o disipaciji topline pokazuju portland cemente visokog kvaliteta i brzo očvršćavanje. Zadržavanje topline u betonu značajno ovisi o egzotermnosti, stoga je betonske radove po "termos" tehnologiji potrebno izvoditi na mješavinama s brzo stvrdnjavajućim i visoko egzotermnim portland cementima, postavljenim uz umjetno povišenu početnu temperaturu u dobro izoliranu konstrukciju.

Primena specijalnih hemijskih aditiva... Neke hemikalije - potaš K 2 CO 3, kalcijum hlorid CaCL, natrijum nitrat NaNO 3, itd. - koje se unose u beton u maloj zapremini, obično ne više od 2% količine cementa, povećavaju brzinu stvrdnjavanja betona pri početnoj fazi očvršćavanja. Na primjer, unošenjem kalcijum hlorida u količini od 2% mase cementa, daje 1,6 puta veću čvrstoću betona za 2,5 dana od trenutka postavljanja u konstrukciju, u odnosu na beton identičnog sastava. , ali ne sadrži poseban aditiv. Hemijski aditivi također osiguravaju pomicanje točke smrzavanja vode na -3 ° C, što omogućava povećanje vremena hlađenja betona i time mu daje veću čvrstoću. Objavljuju se detaljnije informacije o metodama hemijskog poboljšanja karakteristika betona za zimsku gradnju.

Priprema betonskih mješavina, uključujući kemijske aditive, vrši se pomoću tople vode i zagrijanih zrna punila. Kada se izvadi iz miksera, takav beton obično ima temperaturu od 25 do 35°C, neposredno pre polaganja njegova temperatura pada na oko 20°C. Polaganje u konstrukciju hemijski modifikovanih betona vrši se na spoljnoj temperaturi vazduha od -15°C. do -20 ° C, nakon postavljanja u izoliranu oplatu, na vrh se postavljaju jedan ili dva sloja toplinske izolacije. Stvrdnjavanje betonske konstrukcije nastaje zbog "termos" efekta uz istovremeno djelovanje doziranih kemijskih komponenti. Tehnologija "termos" betoniranja, uz upotrebu kemikalija, jednostavna je i relativno jeftina, može se koristiti za izradu konstrukcije s površinskim modulom (Mn) manjim od pet.

Toplo termo betoniranje... Zasnovan je na brzom zagrijavanju betona na 60-80°C i zbijanju smjese u konstrukciji prije nego što se ohladi. Nadalje, betonska smjesa se odležava po "termos" tehnologiji ili se dodatno zagrijava u periodu kritičnog povećanja čvrstoće.

Na gradilištu se betonska smjesa najčešće zagrijava električnom strujom - u nju se postavljaju elektrode i dovodi se naizmjenična struja, zagrijavanje nastaje zbog otpora betona. Snaga i količina toplotne energije koja se generira u jedinici vremena direktno je proporcionalna naponu na elektrodama i obrnuto proporcionalna omskom otporu mješavine. U ovom slučaju, intenzitet omskog otpora ovisi o ravnim dimenzijama elektroda, udaljenosti između njih i specifičnom omskom otporu betonske mješavine.

Električno zagrijavanje betonske mješavine vrši se pod strujom od 380V, u rijetkim slučajevima - ispod 220V. Kako bi se osigurao ovaj rad, gradilište je opremljeno trafo stanicom, centralom i kontrolnom pločom. Smjesa se zagrijava u kanti ili direktno u karoseriji kamiona. Prva metoda se izvodi u sljedećem redoslijedu - mješavina sastavljena u betonari transportuje se cestom do gradilišta, posebne kante opremljene elektrodama se preopterećuju, zagrijavaju dok temperatura ne dostigne 70-80 ° C, a zatim se postavlja u oplatama na gradilištu. U pravilu se koriste papuče, opremljene sa tri čelične elektrode od 5 mm, koje se napajaju u mrežu preko kabelskih konektora. Da bi se beton ravnomjerno rasporedio u električnoj kanti, kao i da bi se pojednostavio daljnji istovar, na tijelo kante je montiran vibrator.

Slijedeći drugu metodu, kiper, u čijoj se karoseriji nalazi betonska smjesa, stiže na gradilište i prati mjesto zagrijavanja - njegovo tijelo se nalazi točno ispod okvira elektrode. Aktivira se rad vibracione jedinice, zatim se elektrode unose u beton koji se nalazi u tijelu i na njih se dovodi električna struja. Smjesa se zagrijava 10-15 minuta kada se zagrije na 60°C (vrijedi za brzo stvrdnjavajuće portland cemente), do 70°C za portland cemente i do 80°C za šljake portland cemente.

Kako bi se beton brzo i u izuzetno kratkom vremenu zagrijao na potrebnu temperaturu, važno je da se gradilištu obezbijedi velika električna snaga. Na primjer, 15-minutno zagrijavanje kubnog metra betonske mješavine na 60 ° C trajat će 240 kW, a brže 10-minutno na istu temperaturu - 360 kW.

Sljedeći dio članka, posvećen zagrijavanju smjese položene u konstrukciju, nalazi se.

Preporučljivo je izvoditi betonske radove na non-stop vanjskoj temperaturi iznad + 5 ° C. Ali tada bi svi građevinski projekti u klimatskim uslovima većine regiona naše zemlje bili ugašeni više od šest meseci. Da bi betoniranje u zimskim uslovima bilo moguće, razvijene su i uvedene u proizvodnju različite metode, a to su:

Upotreba posebnih aditiva koji snižavaju tačku smrzavanja vode. Najpoznatiji aditiv je kuhinjska so.
Upotreba grijane oplate.
Priprema betonske mješavine u vrućoj vodi.
Upotreba visokokvalitetnih brzovezujućih cementa;
Zagrijavanje betonske mase nakon oblikovanja.

Sve ove metode mogu se koristiti pri izlivanju betona zimi, kao samostalne opcije ili u kombinaciji.

Šta se dešava sa betonom na temperaturama ispod nule

Kada se beton stvrdne, pod normalnim uslovima temperature i vlažnosti, voda, u interakciji sa cementom, peskom i drobljenim kamenom, doprinosi njihovom snažnom međusobnom prianjanju. Rezultat je monolit sa visokim karakteristikama čvrstoće. Ako dopustite zamrzavanje vode u sastavu betonske mješavine, tada će se pojaviti suprotan, destruktivni učinak.

Komponenta vode na niskim temperaturama, šireći se, povećava volumen i čini masu labavom. A glavni element betona - cement - gubi svoja svojstva. Osim toga, smrznuta voda će stvoriti šupljine oko dijelova armaturnog kaveza, čime će se narušiti integritet konstrukcije. Nakon odmrzavanja, betonska masa više neće moći vratiti potrebne kvalitete. To je loše za svaku strukturu, ali u pogledu temelja, ovakvo stanje je katastrofalno. Dakle, može li se beton sipati zimi? To je nepoželjno, ali dozvoljeno, podložno određenim pravilima i zahtjevima SNiP-a za izvođenje građevinskih radova na niskim vanjskim temperaturama.

Praktična istraživanja su utvrdila graničnu granicu čvrstoće za različite vrste betona, nakon čega smrzavanje neće biti kritično za njega. U tom slučaju gubitak čvrstoće u gotovom obliku neće biti veći od 6%.

Aditivi koji povećavaju otpornost betona na mraz

Betonske radove zimi treba izvoditi uz dodavanje posebnih aditiva protiv smrzavanja u betonsku smjesu. Pomažu u snižavanju tačke smrzavanja kompozicije i ubrzavaju vezivanje i stvrdnjavanje betona. Ove supstance uključuju:

kalcijum hlorid (kuhinjska so);
natrijum hlorida;
natrijum nitrit i nitrat;
natrijum format;
potaša;
lignosulfonat.

Bilo koji od ovih aditiva dodaje se betonskoj mješavini u malim dozama. 1-2% težine cementa dovoljno je da zimski beton dobije potrebne kvalitete.

Osim svoje glavne namjene, aditivi protiv smrzavanja poboljšavaju karakteristike čvrstoće materijala, povećavaju njegovu gustoću i pozitivno utječu na trajnost konstrukcije.

Priprema betonske mješavine zimi

Osim upotrebe aditiva protiv smrzavanja, zimsko betoniranje se izvodi toplim sastavom. Temperatura betonske mješavine mora se dovesti na 35-40 stepeni. Za to se zagrijava voda i agregati, fini i krupni. Cement se ne može kategorički zagrijavati, ali se mora čuvati u toploj prostoriji.

Odlično je ako na gradilištu postoji električno grijana mješalica za beton, jer je beton potrebno sipati samo topao zimi. Konvencionalna mješalica se zagrijava propuštanjem vrlo vruće vode kroz nju. U hladnoj sezoni postupak pripreme betonske mješavine razlikuje se od uobičajenog:

prvo se u betonsku mješalicu ulijeva topla voda s dodacima otopljenim u njoj;
sipaju se zagrijani agregati;
zagrijavanje pijeska i šljunka može se vršiti toplim zrakom pomoću kompresora ili u posebnim pećima;
nakon miješanja dodaje se cement;
proces miješanja betonske mješavine u vremenu se povećava za oko polovicu, u odnosu na uobičajene termine.

Gotova smjesa se sipa u prethodno pripremljenu oplatu. Prije toga, potrebno je ukloniti mogući mraz i zagrijati armaturni kavez na bilo koji prikladan način: prijenosnim mangalima s gorivom, toplinskim puškama, strujom.

Betoniranje zimi treba izvoditi kontinuirano kako bi se osigurala čvrsta i homogena konstrukcija. Vremenski interval između ulijevanja pojedinih porcija betonske mješavine treba biti takav da temperatura ispod nule nema vremena da utiče na prethodni dio. Oblikovani dio konstrukcije mora se odmah prekriti termoizolacijskim materijalima, PVC folijom.

Njega betona zimi

Upotreba vrućeg rastvora i upotreba aditiva protiv smrzavanja veoma su važni pri radu zimi. Ali nije manje važno kompetentno organizirati uvjete očvršćavanja i odgovarajuću njegu betona zimi. Da biste produžili vrijeme hlađenja gotove konstrukcije, koristite bilo koji prikladan materijal: film, sijeno, slama, toplinske izolacijske prostirke.

Odličan učinak postiže se upotrebom fiksne oplate od ekspandiranog polistirena. Pomoći će da betonska masa ravnomjerno sazrijeva, bez smrzavanja, a nakon što beton postigne projektnu čvrstoću, poslužit će kao visokokvalitetna toplinska izolacija i zaštititi je od štetnih utjecaja okoline.

U industrijskim uvjetima i na velikim gradilištima koristi se i metoda električnog grijanja. Zadovoljstvo nije jeftino, ali veoma efikasno. Električno grijanje se može izvesti na dva načina: spajanjem elektroda na armaturni kavez ili postavljanjem u betonsku masu.

Za kontrolu procesa koriste se posebni automatski uređaji sa senzorima. Ako ih nema, rad se obavlja ručno povremenim mjerenjem temperature i uključivanjem / isključivanjem elektroda kada temperatura dostigne + 30 ° C.

Za zagrijavanje betonske mase električnom energijom koriste se sljedeća sredstva:

PNSV žica, koja se sastoji od čelične šipke i PVC izolacije. Presjek može biti od 1 do 6 mm. Pogodan za električne mreže sa naizmeničnom strujom do 380 V ili sa jednosmernom strujom - do 1000 V. Koristi se kao grejni element za stvrdnjavanje betona u zimskim uslovima preko opadajućeg transformatora.
BET kablovi finskog proizvođača i KDBS kablovi ruskog proizvođača dizajnirani su posebno sa namerom da se koriste u građevinskoj industriji kako bi se ubrzalo vreme stvrdnjavanja betona. Važno je napomenuti da za korištenje ovih žica nisu potrebni transformatori, oni rade iz obične kućne električne mreže od 220V.

Grijaći kabel odabrane marke, izračunate snage, omotan je oko armaturnog kaveza s približnim nagibom od 250-300 mm. Unutar konstrukcije žice se ne smiju preklapati, snažno savijati, a ne smiju se polagati ni dublje od 200 mm. Ako se betonskom smjesom ne treba izliti samostalni element, već onaj koji je spojen s postojećim dijelom, tada se polaganje žice mora započeti od spoja.

Obično se troši oko 4 m žice po kvadratnom metru. Ovaj iznos se utvrđuje empirijski, na osnovu proračuna da je za zagrijavanje 1m3 betona potrebno 0,4-1,5 kW snage. Na određivanje točne brojke utječu debljina proizvoda, vrsta oplate, svojstva i sastav same betonske mješavine. Za pričvršćivanje kablova koristi se žica za pletenje.

Priključak na mrežu ili transformator izvodi se na kraju cijelog kompleksa kalupnih radova. U tom slučaju, mogućnost oštećenja grijaćih kabela mora biti potpuno isključena.