Zusammensetzung von Beton im Winter. Betonieren im Winter: Methoden, Merkmale, notwendige Maßnahmen. Ist es möglich, im Winter Beton zu gießen - problematische Punkte
Konkrete Arbeit Es ist wünschenswert, bei einer Außentemperatur von über +5 ° C rund um die Uhr durchzuführen. Aber dann würden alle Bauvorhaben in den klimatischen Bedingungen der meisten Regionen unseres Landes für mehr als ein halbes Jahr eingemottet. Um das Betonieren unter winterlichen Bedingungen zu ermöglichen, haben wir diese entwickelt und in die Produktion eingeführt verschiedene Methoden, Das:
- Verwendung spezielle Zusätze den Gefrierpunkt von Wasser senken. Am meisten altbekanntes Additiv - Salz.
- Die Verwendung von Schalungen mit Heizung.
- Vorbereitung der Betonmischung für heißes Wasser.
- Verwendung hochwertiger schnellhärtender Zemente;
- Aufwärmen Betonmasse nach dem Formen.
Alle diese Methoden können beim Gießen von Beton im Winter verwendet werden, z unabhängige Optionen oder in einem Komplex.
Was passiert mit Beton bei Minusgraden?
Während des Aushärtens der Betonmischung unter normalen Temperatur- und Feuchtigkeitsbedingungen trägt Wasser in Wechselwirkung mit Zement, Sand und Kies zu ihrer starken Haftung aneinander bei. Das Ergebnis ist ein Monolith mit hohen Festigkeitseigenschaften. Wenn Wasser in der Zusammensetzung der Betonmischung gefrieren darf, tritt der gegenteilige, zerstörerische Effekt ein.
Die Wasserkomponente dehnt sich bei niedrigen Temperaturen aus, nimmt an Volumen zu und lockert die Masse. Und das Hauptelement von Beton - Zement - verliert seine Eigenschaften. Außerdem erzeugt gefrorenes Wasser Hohlräume um Teile herum. Verstärkungskäfig, wodurch die Integrität der Struktur verletzt wird. Nach dem Auftauen lässt sich die Betonmasse nicht mehr wiederherstellen notwendige Qualitäten. Das ist schlecht für jede Struktur, aber in Bezug auf Stiftungen ist dieser Zustand katastrophal. Kann man also im Winter betonieren? Unerwünscht, aber akzeptabel vorbehaltlich der Einhaltung bestimmte Regeln und SNiP-Anforderungen für die Implementierung Bauarbeiten bei niedrigen Außentemperaturen.
Praktische Studien haben die Grenzfestigkeitsgrenze für verschiedene Betonsorten festgelegt, nach der das Einfrieren für ihn nicht kritisch ist. Kraftverlust bei fertig beträgt in diesem Fall nicht mehr als 6 %.
Zusatzstoffe, die die Frostbeständigkeit von Beton erhöhen
Betonarbeiten im Winter sollten unter Zugabe von speziellen Frostschutzzusätzen zur Betonmischung durchgeführt werden. Sie helfen, den Gefrierpunkt der Zusammensetzung zu senken und das Abbinden und Aushärten von Beton zu beschleunigen. Zu diesen Substanzen gehören:
- Calciumchlorid (Speisesalz);
- Natriumchlorid;
- Natriumnitrit und -nitrat;
- Natriumformiat;
- Pottasche;
- Lignosulfanat.
Jeder dieser Zusatzstoffe wird in kleinen Dosen in die Betonmischung eingebracht. 1-2 Gew.-% Zement reichen dazu aus Winterbeton die notwendigen Qualitäten erworben.
Zusätzlich zu ihrem Hauptzweck verbessern Frostschutzadditive die Festigkeitseigenschaften des Materials, erhöhen seine Dichte und wirken sich positiv auf die Haltbarkeit der Struktur aus.
Vorbereitung der Betonmischung im Winter
Neben der Verwendung von Frostschutzzusätzen wird das Winterbetonieren mit einer warmen Zusammensetzung durchgeführt. Die Temperatur der Betonmischung muss auf 35-40 Grad gebracht werden. Dazu werden Wasser und Zuschlagstoffe, kleine und große, erhitzt. Zement kann nicht grundsätzlich erhitzt werden, muss aber in einem warmen Raum gelagert werden.
Es ist toll, wenn auf der Baustelle ein elektrisch beheizter Betonmischer steht, denn Beton sollte nur im Winter warm gegossen werden. Ein herkömmlicher Rührer wird durch Scrollen von sehr heißem Wasser darin erhitzt. In der kalten Jahreszeit unterscheidet sich das Verfahren zur Herstellung der Betonmischung vom üblichen:
- zuerst wird heißes Wasser mit darin gelösten Zusatzstoffen in den Betonmischer gegossen;
- erhitzte Aggregate einschlafen;
- Sand und Kies können mit Heißluft mit einem Kompressor oder in speziellen Öfen erhitzt werden;
- nach dem Mischen wird Zement hinzugefügt;
- Der Prozess des Mischens der Betonmischung in der Zeit verlängert sich um etwa die Hälfte, entgegen den üblichen Bedingungen.
Die fertige Mischung wird in eine vorbereitete Schalung gegossen. Zuvor ist es notwendig, möglichen Frost zu entfernen und den Bewehrungskäfig auf geeignete Weise aufzuwärmen: tragbare Kohlenbecken mit Brennstoff, Heißluftpistolen, Strom.
Das Betonieren im Winter muss kontinuierlich durchgeführt werden, damit die Struktur fest und gleichmäßig ist. Das Zeitintervall zwischen dem Gießen einzelner Teile der Betonmischung sollte so sein, dass die Minustemperatur keine Zeit hat, den vorherigen Teil zu beeinträchtigen. Das Formteil der Konstruktion muss sofort abgedeckt werden Materialien zur Wärmedämmung, PVC-Folie.
Betonpflege im Winter
Die Verwendung einer heißen Lösung und die Verwendung von Frostschutzzusätzen sind bei Arbeiten im Winter sehr wichtig. Aber nicht weniger wichtig ist es, die Bedingungen für die Aushärtung und die entsprechende Pflege des Betons im Winter kompetent zu organisieren. Zur Verlängerung der Abkühlzeit fertige Konstruktion Verwenden Sie geeignete Materialien: Folie, Heu, Stroh, wärmeisolierende Matten.
Ausgezeichnete Wirkung gibt die Verwendung feste Schalung aus Polystyrolschaum. Es hilft der Betonmasse, gleichmäßig zu reifen, ohne zu gefrieren, und nachdem der Beton die Bemessungsfestigkeit erreicht hat, dient es als hochwertige Wärmedämmung und schützt ihn vor schädliche Auswirkungen Umfeld.
Unter industriellen Bedingungen und auf Großbaustellen wird eine andere Methode wie elektrische Heizung verwendet. Genuss ist nicht billig, aber sehr effektiv. Es gibt zwei Möglichkeiten, eine elektrische Erwärmung durchzuführen: durch Verbinden der Elektroden mit dem Bewehrungskorb oder durch Einbringen in eine Betonmasse.
Zur Steuerung des Prozesses werden spezielle automatische Geräte mit Sensoren verwendet. Wenn dies nicht der Fall ist, wird die Arbeit manuell durchgeführt, indem die Temperatur regelmäßig gemessen und die Elektroden ein- und ausgeschaltet werden, wenn die Temperatur +30 °C erreicht.
Um die Erwärmung der Betonmasse mit Hilfe von Strom zu realisieren, werden folgende Mittel verwendet:
- PNSV-Draht, bestehend aus einem Stahlstab und einer PVC-Isolierung. Der Querschnitt kann 1 bis 6 mm betragen. Anwendbar für elektrische Netze mit Wechselstrom bis 380 V oder mit Gleichstrom - bis 1000 V. Als Heizelement für die Betonhärtung im Winter wird es über einen Abwärtstransformator verwendet.
- VET-Kabel eines finnischen Herstellers und KDBS eines russischen Herstellers wurden speziell für den Einsatz in der Bauindustrie entwickelt, um das Aushärten von Beton zu beschleunigen. Es ist bemerkenswert, dass die Verwendung dieser Kabel keine Transformatoren erfordert, sie werden von einem herkömmlichen Haushaltsstromnetz mit 220 V betrieben.
Das Heizkabel der ausgewählten Marke, berechnete Leistung, wird mit einer ungefähren Stufe von 250-300 mm um den Verstärkungskorb gewickelt. Innerhalb der Struktur sollten sich die Drähte nicht überlappen, stark durchhängen und auch nicht tiefer als 200 mm verlegt werden. Wenn kein freistehendes Element mit einer Betonmischung vergossen werden soll, sondern ein Element, das mit einem vorhandenen Teil verbunden wird, muss mit der Verlegung des Drahtes an der Verbindungsstelle begonnen werden.
Für eine Quadratmeter normalerweise werden ca. 4 m Kabel verbraucht. Diese Menge wurde empirisch bestimmt, basierend auf einer solchen Berechnung, dass 0,4-1,5 kW Leistung benötigt werden, um 1 m3 Beton zu erwärmen. Die Dicke des Produkts, die Art der Schalung, die Eigenschaften und die Zusammensetzung der Betonmischung selbst beeinflussen die Ermittlung der genauen Zahl. Zur Befestigung von Kabeln wird Strickverstärkungsdraht verwendet.
Der Anschluss an das Netz oder den Transformator erfolgt am Ende des gesamten Formereikomplexes. In diesem Fall muss eine Beschädigung der Heizkabel vollständig ausgeschlossen werden.
25. Technologie zur Herstellung von Betonarbeiten im Winter
Ein Merkmal und eine Voraussetzung für das Betonieren im Winter ist die Schaffung einer solchen Art des Verlegens und Aushärtens von Beton, bei der er zum Zeitpunkt des Einfrierens die erforderliche Festigkeit erhält, genannt kritisch. Die Grenzen einer solchen Stärke sind in SNiP angegeben.
Methoden zum Verlegen von Beton im Winter bestimmt durch die Methoden, mit denen es gepflegt wird. In der Praxis werden sowohl unbeheizte Nachbehandlungsverfahren (Thermos-Verfahren) als auch Verfahren der künstlichen Beheizung bzw. Beheizung von Bauwerken (elektrische Wärmebehandlung von Beton, Einsatz von Heizschalungen und -beschichtungen, Beheizung mit Dampf, Heißluft oder in Gewächshäusern) eingesetzt.
1 ZU allgemeine Praktiken Aushärtungsbeschleunigungen umfassen: Anwendung von Zementen hohe Aktivität; minimaler W/Z-Wert; Hochfrequenz Quellenmaterialien; lange Mischzeit; gründliche Verdichtung der Betonmischung.
2. Anwendung von Frostschutzzusätzen (Natriumchlorid in Kombination mit Calciumchlorid, Natriumnitrat, Pottasche usw.), die eine Härtung bei niedrigen Temperaturen ermöglicht. Dadurch können Sie die Mischung in nicht isolierten Behältern transportieren und in der Kälte lagern. Die Mischung mit Frostschutzzusätzen wird in Strukturen eingebracht und entsprechend verdichtet Allgemeine Regeln Betonverlegung.
3. Erhitzen von Materialien am Ort der Betonherstellung (Thermosmethode): Erhitzen von Rohstoffen mit Dampf (in Stapeln in einem Lager, in Zwischenbehältern, in Bereitstellungsbehältern); isolierte Schalung (Bretter mit einer Dicke von 40 mm und 1 ... 2 Dachschichten, doppelte Hohlschalung mit einer Schicht Sägemehl usw.); elektrische Erwärmung der Betonmischung vor dem Verlegen in Spezialwannen.
4. Erhitzen von Beton am Ort der Verlegung in Blöcken: Elektroheizung (Flächen- und Tiefenelektroden, in thermoaktiven Schalungen, Elektroheizungen). Die Elektrodenerwärmung von Beton erfolgt durch Elektroden, die sich innerhalb oder auf der Betonoberfläche befinden. Benachbarte oder gegenüberliegende Elektroden sind mit Drähten verbunden verschiedene Phasen, wodurch sich zwischen den Elektroden im Beton befindet elektrisches Feld Aufwärmen. Der Strom in verstärkten Strukturen wird mit einer Spannung von 50-120 V und in nicht verstärkten Strukturen mit 127-380 V geleitet. Wenn der Strom fließt, erwärmt sich der Beton und innerhalb von 1,5-2 Tagen. erwirbt Abisolierfestigkeit; Heizen in Gewächshäusern und Zelten (die Luft wird im Zelt erwärmt) ist eine effektive und fortschrittliche Methode des Winterbetonierens; Heizung Warme Luft von Heizungen; Dampfheizung mit Spezialschalung.
26. Mängel an Betonmauerwerk und Möglichkeiten zu ihrer Beseitigung. Betonpflege
Gründe für das Auftreten von Mängeln beim Verlegen der Betonmischung: Nichteinhaltung der Betonmischung mit den Anforderungen von GOST oder den Bedingungen des Verlegeblocks (Abmessungen, Bewehrung); Verletzung der Betonverlegetechnik.
Verlegefehler: Schalen, Betonablösungen, Durchhängen, Oberflächenschwammigkeit, Haarrisse. Senken - Hohlräume im Block, nicht mit Beton gefüllt oder mit Magerbeton (Kies ohne Zementmörtel). Die Gründe für ihr Auftreten sind die Ankunft am Einbauort von Beton, der Kies von nicht akzeptabler Feinheit in Bezug auf die Größe des Blocks und die Dichte seiner Bewehrung enthält; aufgrund des Austritts von Zementmörtel durch die Risse in der Schalung und an den Fugen der Schalung; wegen schlechter Abdichtung. Meistens treten sie in schwer zu bearbeitenden Teilen der Blöcke auf. Äußere Schalen werden beim Entformen erkannt, aber innerhalb des Blocks können sie nicht erkannt werden.
Um interne Senken zu beseitigen, wird das Vergießen verwendet, indem Zementmörtel mit Mörtelpumpen durch im Beton hergestellte Löcher injiziert wird. Die Außenschalen werden abgekratzt, der Porenbeton zu tragfähigem Beton abgetragen und mit feinkieshaltigem Beton abgedichtet.
Die Gründe für die Trennung von Beton sind zu lange Vibrationen während der Verdichtung, die aus großer Höhe in einen Block fallen. Der Delaminierungsfehler kann nicht beseitigt werden. Einbaubeton mit einem solchen Mangel muss entfernt und ersetzt werden.
Zementschlämmeströme und poröse Betonoberflächen treten an der Verbindungsstelle zwischen der Betonoberfläche und der Schalung auf, als Folge des Austretens der Zementschlämme während der Verdichtung der darüber liegenden Betonschichten und des Einklemmens von Luftblasen. Sie werden eliminiert, wenn die Oberfläche eines Bausteins für das Betonieren eines angrenzenden Bausteins vorbereitet wird.
Haarrisse im Beton treten als Folge seines Schwindens auf und weisen auf die irrationale Zusammensetzung der Betonmischung (insbesondere überschüssiger Zement), übergroße Bausteine und hohe Temperaturspannungen hin schlechte Pflege(schnelle Austrocknung). Dieser Defekt ist irreparabel.
Die Beseitigung entfernbarer Mängel besteht darin, minderwertigen Beton auszuschneiden, die ausgeschnittene Stelle von Schmutz, Staub bis hin zu gesundem Beton zu reinigen und die Oberfläche wie bei einer Arbeitsfuge vorzubereiten. An einer schadhaften Stelle neu eingebauter Beton muss nach den oben genannten Regeln gepflegt werden, bis er die gewünschte Festigkeit erreicht hat.
Betonpflege ist es davor zu schützen mechanischer Schaden, vorzeitige Belastung, Feuchthaltung, Ableitung überschüssiger Wärme aus großen Blöcken, Aufrechterhaltung positiver Temperaturen im Winter, Verhinderung vorzeitiger Entfernung der Schalung. Ohne Pflege und bei schlechter Pflege des Betons wird eine starke Abnahme seiner Festigkeit beobachtet. Frisch verlegter Beton sollte vor Begehen und Befahren sowie vor Erschütterungen beim Betrieb von Baumaschinen geschützt werden, bis die Anfangsfestigkeit innerhalb von 10 ... 12 Stunden erreicht ist.
In den ersten Tagen nach dem Verlegen sollte es in einer warmen und feuchten Umgebung stehen. Beste Temperatur Härten 15...20°С. Daher wird es in der Phase der Betonpflege bewässert und mit Strohmatten, Matten und Planen vor der Sonne geschützt.
Befeuchten Sie Beton aus Schläuchen mit einem verstreuten Strahl in Form von Regen. Dieser Vorgang beginnt sofort, nachdem festgestellt wurde, dass Zementpartikel nicht aus dem abgebundenen Beton ausgewaschen werden, wenn sie Wasser ausgesetzt werden.
Beton wird bei Lufttemperaturen über 5 ° C gegossen, wobei er unter normalen Bedingungen nach 10 ... 12 Stunden und bei heißem trockenem Wetter nach 2 ... 4 Stunden nach dem Verlegen beginnt und 3 ... 14 Tage mit einer Pause fortgesetzt wird von 3 bis 8 Stunden Der Wasserverbrauch für die Bewässerung beträgt mindestens 6 l / m 2.
Während der Beton in der Schalung ist, wird er benetzt. Nach dem Abbeizen die abgelöste Oberfläche anfeuchten und schützen. Bei Temperaturen unter 5 °C wird das Gießen gestoppt und der Beton mit Matten oder Planen abgedeckt.
Die Betonpflege wird erheblich vereinfacht, wenn sie mit feuchtigkeitsbeständigen Folien beschichtet ist, die in 1 ... 2 Schichten mit einem der folgenden Materialien gestrichen sind: Bitumen- oder Teeremulsionen, Öl-Bitumen-Lösungen, Ethinollack, Synthesekautschuklatex usw. Folie -bildende Materialien werden auf die getrocknete Oberfläche des verlegten Betons aufgetragen. Materialverbrauch von 300 bis 700 g/m 2 . Nach dem Trocknen der Schicht wird die Betonoberfläche für 20–25 Tage mit einer 3–4 cm dicken Sandschicht bedeckt.
Die Beschichtung mit filmbildenden Materialien ist nur in Bauwerksfugen und auf dem obersten freiliegenden Teil der Betonkonstruktion zulässig. Bei Konstruktionsnähten ist eine Lackierung nicht akzeptabel.
Das Konzept der "Winterbedingungen" in der Technologie monolithischer Beton und Stahlbeton ist etwas anders als der allgemein akzeptierte - Kalender. Winterbedingungen beginnen wann durchschnittliche Tagestemperatur Die Außenluft wird auf +5°C reduziert und tagsüber sinkt die Temperatur unter 0°C.
Bei negativen Temperaturen wird Wasser, das nicht mit Zement reagiert hat, zu Eis und tritt nicht ein chemische Verbindung mit Zement. Dadurch stoppt die Hydratationsreaktion und folglich härtet der Beton nicht aus. Gleichzeitig entstehen im Beton erhebliche innere Druckkräfte, die durch eine Zunahme (um etwa 9%) des Wasservolumens beim Übergang in Eis verursacht werden. Beim frühen Gefrieren von Beton kann seine zerbrechliche Struktur diesen Kräften nicht standhalten und wird gebrochen. Beim anschließenden Auftauen wird das gefrorene Wasser wieder flüssig und der Hydratationsprozess des Zements setzt sich fort, jedoch wird der Zement zerstört strukturelle Bindungen sind nicht vollständig in Beton wiederhergestellt.
Das Einfrieren von Frischbeton geht auch mit der Bildung von Eisfilmen um die Bewehrungs- und Spachtelkörner einher, die durch den Wasserzufluss aus weniger gekühlten Betonzonen an Volumen zunehmen und den Zementleim aus der Bewehrung und dem Spachtel herausdrücken.
Alle diese Prozesse verringern die Festigkeit von Beton und seine Haftung an der Bewehrung erheblich und verringern auch seine Dichte, Haltbarkeit und Haltbarkeit.
Wenn Beton vor dem Gefrieren eine bestimmte Anfangsfestigkeit erreicht, wirken sich alle oben genannten Prozesse nicht nachteilig aus. Die Mindestfestigkeit, bei der das Einfrieren für Beton ungefährlich ist, wird als kritisch bezeichnet.
Der Wert der normalisierten kritischen Festigkeit hängt von der Betonklasse, der Art und den Betriebsbedingungen der Konstruktion ab und beträgt: für Beton- und Stahlbetonkonstruktionen mit nicht belasteter Bewehrung - 50% der Bemessungsfestigkeit für B7,5 ... B10 , 40 % für B12,5 ... B25 und 30 % für V 30 und höher, für Bauwerke mit vorgespannter Bewehrung - 80 % der Bemessungsfestigkeit, für Bauwerke, die wechselndem Einfrieren und Auftauen ausgesetzt sind oder sich in der Zone des saisonalen Auftauens befinden Permafrostböden - 70 % der Auslegungsfestigkeit für belastete Strukturen Auslegungslast- 100 % Designstärke.
Die Dauer des Aushärtens von Beton und seine endgültigen Eigenschaften hängen weitgehend davon ab Temperaturbedingungen in denen Beton aufbewahrt wird. Mit steigender Temperatur nimmt die Aktivität des in der Betonmischung enthaltenen Wassers zu, der Prozess seiner Wechselwirkung mit Zementklinkermineralien beschleunigt sich und die Prozesse der Bildung der Koagulation und der kristallinen Struktur von Beton intensivieren sich. Wenn die Temperatur hingegen sinkt, werden all diese Prozesse gehemmt und das Aushärten des Betons verlangsamt sich.
Daher ist es beim Betonieren im Winter notwendig, solche Temperatur- und Feuchtigkeitsbedingungen zu schaffen und aufrechtzuerhalten, unter denen der Beton in kürzester Zeit mit den niedrigsten Arbeitskosten entweder eine kritische oder eine bestimmte Festigkeit erreicht. Hierzu werden spezielle Verfahren zur Aufbereitung, Bereitstellung, Verlegung und Aushärtung von Beton eingesetzt.
Bei der Herstellung einer Betonmischung unter winterlichen Bedingungen wird ihre Temperatur durch Erhitzen von Zuschlagstoffen und Wasser auf 35 ... 40 ° C erhöht. Füllstoffe werden durch Dampfregister, in rotierenden Trommeln, in Anlagen mit durch die Füllstoffschicht blasenden Rauchgasen, mit heißem Wasser auf bis zu 60 °C erhitzt. Wasser wird in Kesseln erhitzt oder Warmwasserboiler bis 90 C. Das Erhitzen von Zement ist verboten.
Bei der Herstellung einer erhitzten Betonmischung wird eine andere Reihenfolge zum Laden der Komponenten in den Betonmischer verwendet. BEI sommerliche Bedingungen In der mit Wasser vorgefüllten Mischtrommel werden alle trockenen Zutaten gleichzeitig geladen. Im Winter wird, um das „Brauen“ von Zement zu vermeiden, zuerst Wasser in die Mischtrommel gegossen und grobe Zuschlagstoffe geladen, und dann, nach mehreren Umdrehungen der Trommel, werden Sand und Zement geladen. Die Gesamtmischdauer unter winterlichen Bedingungen wird um das 1,2- bis 1,5-fache erhöht. Die Betonmischung wird in einem geschlossenen Behälter (Eimer, Autokarosserien) transportiert, isoliert und vor Arbeitsbeginn aufgewärmt. Autos haben einen doppelten Boden, in dessen Hohlraum die Abgase des Motors eintreten, wodurch Wärmeverluste verhindert werden. Die Betonmischung sollte so schnell wie möglich und ohne Überladung vom Ort der Vorbereitung zum Ort der Verlegung transportiert werden. Die Be- und Entladestellen müssen windgeschützt sein, und die Mittel zum Zuführen der Betonmischung zum Bauwerk (Stämme, Rüttelplatten usw.) müssen isoliert sein.
Der Zustand des Untergrunds, auf dem die Betonmischung verlegt wird, sowie die Verlegemethode sollten die Möglichkeit des Einfrierens an der Verbindungsstelle mit dem Untergrund und eine Verformung des Untergrunds beim Verlegen von Beton auf wogenden Pfunden ausschließen. Dazu wird die Basis auf positive Temperaturen erhitzt und vor dem Einfrieren geschützt, bis der neu verlegte Beton die erforderliche Festigkeit erreicht.
Schalung und Bewehrung werden vor dem Betonieren von Schnee und Eis gereinigt, Bewehrung mit einem Durchmesser von mehr als 25 mm sowie Bewehrung aus starren Walzprofilen und großen metallischen Einbauteilen werden bei Temperaturen unter -10 ° C auf eine positive Temperatur erwärmt.
Das Betonieren sollte kontinuierlich und mit hoher Geschwindigkeit durchgeführt werden, während die zuvor verlegte Betonschicht abgedeckt werden sollte, bevor die Temperatur darin unter die vorgesehene Temperatur fällt.
Die Bauindustrie verfügt über ein umfangreiches Arsenal an effektiven und wirtschaftlichen Methoden zum Aushärten von Beton unter winterlichen Bedingungen, die es ermöglichen, qualitativ hochwertige Bauwerke zu gewährleisten. Diese Verfahren können in drei Gruppen eingeteilt werden: ein Verfahren, das die Nutzung des anfänglichen Wärmeinhalts beinhaltet, der in die Betonmischung während ihrer Herstellung oder vor dem Einbringen in das Bauwerk eingeführt wird, und die Wärmefreisetzung von Zement, die das Aushärten des Betons begleitet - das so- sogenannte "Thermos"-Methode, Methoden, die auf künstlicher Erwärmung von Beton im Design basieren - elektrische Erwärmung, Kontakt, Induktion und Infrarotheizung, konvektive Erwärmung, Methoden, die den Effekt der Senkung des eutektischen Punkts von Wasser im Beton mit Hilfe spezieller chemischer Frostschutzzusätze nutzen.
Diese Verfahren können kombiniert werden. Die Wahl dieser oder jener Methode hängt von der Art und Massivität des Bauwerks, der Art, Zusammensetzung und erforderlichen Festigkeit des Betons, den meteorologischen Bedingungen der Arbeit, der Energieausstattung der Baustelle usw. ab.
Thermos-Methode
Die technologische Essenz der "Thermos" -Methode liegt darin, dass die Betonmischung bei einer positiven Temperatur (normalerweise im Bereich von 15 ... 30 ° C) in eine isolierte Schalung gegeben wird. Dadurch erhält der Beton des Bauwerks die gewünschte Festigkeit aufgrund des anfänglichen Wärmeinhalts und der exothermen Wärmeabgabe des Zements beim Abkühlen auf 0 °C.
Beim Aushärten des Betons wird exotherme Wärme freigesetzt, die mengenmäßig von der Art des verwendeten Zements und der Aushärtetemperatur abhängt.
Hochwertige und schnell aushärtende Portlandzemente haben die höchste exotherme Wärmefreisetzung. Die Exothermie von Beton liefert einen wesentlichen Beitrag zum Wärmeinhalt der Struktur, der durch die "Thermos"-Methode aufrechterhalten wird.
Betonieren nach der Methode "Thermos mit Zusatzbeschleunigern"
Etwas Chemikalien(Calciumchlorid CaCl, Kaliumcarbonat - Pottasche K2CO3, Natriumnitrat NaNO3 usw.), die in geringen Mengen (bis zu 2 Gew.-% des Zements) in den Beton eingebracht werden, haben folgende Wirkung auf den Erhärtungsprozess: Diese Zusätze beschleunigen die Erhärtung Prozess in der Anfangsphase des Aushärtens von Beton. So erreicht Beton mit dem Zusatz von 2 Gew.-% Calciumchlorid bereits am dritten Tag eine 1,6-mal höhere Festigkeit als Beton gleicher Zusammensetzung, aber ohne den Zusatzstoff. Das Einbringen von Beschleunigerzusätzen in Beton, die auch Frostschutzzusätze sind, in den angegebenen Mengen senkt den Gefrierpunkt auf -3 ° C und verlängert dadurch die Dauer der Betonkühlung, was auch zum Erwerb einer größeren Betonfestigkeit beiträgt.
Beton mit Beschleunigerzusätzen wird auf erhitzten Zuschlagstoffen und heißem Wasser hergestellt. Gleichzeitig schwankt die Temperatur der Betonmischung am Ausgang des Mischers zwischen 25...35°C und sinkt bis zum Zeitpunkt des Einbaus auf 20°C. Solche Betone werden bei einer Außentemperatur von -15 ... -20 ° C verwendet. Sie werden in eine isolierte Schalung gelegt und mit einer Wärmedämmschicht bedeckt. Die Betonerhärtung erfolgt durch Thermohärtung in Kombination mit der positiven Wirkung chemischer Zusatzstoffe. Diese Methode ist einfach und recht wirtschaftlich und ermöglicht die Verwendung der "Thermos" -Methode für Strukturen mit Mn
Betonieren "Heiße Thermoskanne"
Es besteht darin, die Betonmischung kurzfristig auf eine Temperatur von 60 ... 80 ° C zu erhitzen, sie in heißem Zustand zu verdichten und in der Thermoskanne oder unter zusätzlicher Erwärmung zu halten.
Unter Baustellenbedingungen erfolgt die Erwärmung der Betonmischung in der Regel durch elektrischen Strom. Dazu wird ein Teil der Betonmischung mittels Elektroden an einen Wechselstrom-Stromkreis als Widerstand angeschlossen.
Somit hängen sowohl die freigesetzte Leistung als auch die über einen Zeitraum freigesetzte Wärmemenge von der an die Elektroden angelegten Spannung (direkte Proportionalität) und dem ohmschen Widerstand der durchbohrten Betonmischung (inverse Proportionalität) ab.
Der ohmsche Widerstand wiederum ist eine Funktion der geometrischen Parameter von Flächenelektroden, dem Elektrodenabstand und dem spezifischen ohmschen Widerstand der Betonmischung.
Die elektrische Beheizung der Betonmischung erfolgt bei einer Spannung von 380 und seltener 220 V. Um die elektrische Beheizung zu organisieren, ist ein Pfosten mit einem Transformator (Spannung auf der niedrigen Seite 380 oder 220 V), einem Bedienfeld und einer Schalttafel vorhanden auf der Baustelle ausgestattet.
Die elektrische Erwärmung der Betonmischung erfolgt hauptsächlich in Wannen oder Mulden von Muldenkippern.
Im ersten Fall wird die vorbereitete Mischung (in einem Betonwerk) mit einer Temperatur von 5...15°C mit Muldenkippern auf die Baustelle geliefert, in elektrische Wannen entladen, auf 70...80°C erhitzt und in der Struktur platziert. Am häufigsten werden gewöhnliche Wannen (Schuhe) mit drei Elektroden aus 5 mm dickem Stahl verwendet, an die Drähte (oder Kabeladern) des Stromnetzes mit Kabelverbindern angeschlossen werden. Zur gleichmäßigen Verteilung der Betonmischung zwischen den Elektroden beim Beladen des Eimers und zum besseren Entladen der erhitzten Mischung in das Bauwerk ist am Körper des Eimers ein Rüttler installiert.
Im zweiten Fall wird die im Betonwerk hergestellte Mischung auf der Ladefläche eines Muldenkippers zur Baustelle geliefert. Der Muldenkipper fährt in die Heizsäule ein und hält unter dem Rahmen mit Elektroden. Bei laufendem Rüttler werden die Elektroden in die Betonmischung abgesenkt und Spannung angelegt. Es wird 10 ... 15 Minuten lang auf die Temperatur der Mischung erhitzt, auf schnellhärtenden Portlandzementen 60°C, auf Portlandzementen 70°C, auf Schlackenportlandzementen 80°C.
Um die Mischung zu erhitzen hohe Temperaturen In kurzer Zeit wird eine große elektrische Leistung benötigt. Um also 1 m3 der Mischung in 15 Minuten auf 60 °C zu erhitzen, sind 240 kW und in 10 Minuten 360 kW installierte Leistung erforderlich.
Künstliche Erwärmung und Erwärmung von Beton
Das Wesen der Methode des künstlichen Erhitzens und Erhitzens besteht darin, die Temperatur des verlegten Betons auf das maximal zulässige Maß zu erhöhen und für die Zeit aufrechtzuerhalten, während der der Beton eine kritische oder spezifizierte Festigkeit erreicht.
Künstliches Erhitzen und Erhitzen von Beton wird beim Betonieren von Bauwerken mit Mn> 10 sowie bei massiveren Bauwerken verwendet, wenn es bei letzterem nicht möglich ist, eine bestimmte Festigkeit rechtzeitig zu erreichen, wenn es nur durch das Thermoverfahren ausgehärtet wird.
Die physikalische Essenz der Elektroheizung(Elektrodenerwärmung) ist identisch mit der oben diskutierten Methode der elektrischen Erwärmung der Betonmischung, d.h. es wird die Wärme genutzt, die im verlegten Beton freigesetzt wird, wenn ein elektrischer Strom durch ihn hindurchgeleitet wird.
Die entstehende Wärme wird zum Aufheizen des Betons und der Schalung auf eine vorgegebene Temperatur und zum Ausgleich von Wärmeverlusten an die Umgebung, die während des Aushärtungsprozesses entstehen, verwendet. Die Temperatur des Betons beim elektrischen Aufheizen wird durch die im Beton freigesetzte elektrische Leistung bestimmt, die je nach gewähltem Wärmebehandlungsmodus und der beim elektrischen Aufheizen in der Kälte auftretenden Verlustwärme zuzuordnen ist.
Zum zusammenfassen elektrische Energie Für Beton werden verschiedene Elektroden verwendet: Platte, Band, Stange und Schnur.
An die Konstruktion von Elektroden und deren Anordnung werden folgende Grundanforderungen gestellt: Die beim elektrischen Aufheizen im Beton freigesetzte Leistung muss der für die thermische Berechnung erforderlichen Leistung entsprechen, die elektrischen und damit Temperaturfelder müssen möglichst gleichmäßig sein, die Elektroden sollten sich so weit wie möglich außerhalb der beheizten Struktur befinden, um einen minimalen Metallverbrauch zu gewährleisten. Die Installation von Elektroden und der Anschluss von Drähten daran muss vor Beginn des Verlegens der Betonmischung erfolgen (bei Verwendung von Außenelektroden).
Plattenelektroden erfüllen die genannten Anforderungen weitestgehend.
Plattenelektroden gehören zur Kategorie der Oberflächenelektroden und sind Platten aus Dacheisen oder Stahl, die auf die Innenfläche der Schalung neben dem Beton genäht und an entgegengesetzte Phasen des Stromversorgungsnetzes angeschlossen werden. Durch den Stromaustausch zwischen den gegenüberliegenden Elektroden wird das gesamte Volumen der Struktur erwärmt. Mit Hilfe von Kunststoffelektroden werden schwach bewehrte Strukturen erhitzt korrekte Form kleine Größe(Säulen, Balken, Wände usw.).
Bandelektroden werden aus Stahlbändern mit einer Breite von 20 ... 50 mm hergestellt und wie Plattenelektroden auf die Innenfläche der Schalung aufgenäht.
Der Stromaustausch hängt vom Anschlussschema der Streifenelektroden an die Phasen des Versorgungsnetzes ab. Wenn gegenüberliegende Elektroden mit gegenüberliegenden Phasen des Versorgungsnetzes verbunden sind, findet ein Stromaustausch zwischen gegenüberliegenden Flächen der Struktur statt, und die gesamte Betonmasse ist an der Wärmefreisetzung beteiligt. Wenn benachbarte Elektroden mit entgegengesetzten Phasen verbunden sind, findet zwischen ihnen ein Stromaustausch statt. In diesem Fall werden 90 % der gesamten zugeführten Energie in Randschichten dissipiert, deren Dicke dem halben Elektrodenabstand entspricht. Dadurch werden die peripheren Schichten aufgrund der Joule'schen Wärme erwärmt. Die Mittelschichten (der sogenannte „Kern“ des Betons) härten aufgrund des anfänglichen Wärmeinhalts, der Exothermie des Zements und teilweise aufgrund des Wärmezuflusses aus den erhitzten Randschichten aus. Das erste Schema wird zum Erhitzen von schwach verstärkten Strukturen mit einer Dicke von nicht mehr als 50 cm verwendet, die periphere elektrische Heizung wird für Strukturen beliebiger Massivität verwendet.
Auf einer Seite der Struktur sind Streifenelektroden installiert. Dabei werden benachbarte Elektroden mit entgegengesetzten Phasen des Versorgungsnetzes verbunden. Dadurch wird eine periphere elektrische Beheizung realisiert.
Die einseitige Platzierung von Streifenelektroden wird zur elektrischen Erwärmung von Platten, Wänden, Böden und anderen Strukturen mit einer Dicke von nicht mehr als 20 cm verwendet.
Bei einer komplexen Konfiguration von Betonkonstruktionen werden Stabelektroden verwendet - Bewehrungsstäbe mit einem Durchmesser von 6 ... 12 mm, die in den Betonkörper eingebaut sind.
Am zweckmäßigsten werden Stabelektroden in Form von flächigen Elektrodengruppen eingesetzt. In diesem Fall wird ein gleichmäßigeres Temperaturfeld im Beton bereitgestellt.
Zur elektrischen Erwärmung von Betonelementen mit kleinem Querschnitt und großer Länge (z. B. Betonfugen bis 3 ... 4 cm Breite) werden Einzelstabelektroden verwendet.
Beim Betonieren von horizontal liegenden Beton- oder Stahlbetonkonstruktionen mit einer großen Schutzschicht werden schwimmende Elektroden verwendet - Bewehrungsstäbe 6 ... 12 mm, in die Oberfläche versenkt.
Fadenelektroden werden verwendet, um Strukturen zu erhitzen, deren Länge ein Vielfaches beträgt mehr Größen Sie Kreuzung(Stützen, Balken, Träger usw.). In der Mitte des Bauwerks werden Strangelektroden installiert und mit einer Phase verbunden, mit der anderen die Metallschalung (oder Holzschalung mit Stahldeckbelag). In manchen Fällen kann auch eine Arbeitsarmatur als weitere Elektrode verwendet werden.
Die pro Zeiteinheit im Beton freigesetzte Energiemenge und damit das Temperaturregime der Elektroheizung hängt von der Art und Größe der Elektroden, ihrer Platzierung im Bauwerk, den Abständen zwischen ihnen und dem Anschluss an das Stromnetz ab. In diesem Fall ist der Parameter, der eine beliebige Variation zulässt, meistens die Eingangsspannung. Die erzeugte elektrische Leistung wird in Abhängigkeit von den oben aufgeführten Parametern anhand der Formeln berechnet.
Der Strom zu den Elektroden von der Stromquelle wird über Transformatoren und Schaltanlagen zugeführt.
Als Haupt- und Schaltdrähte werden isolierte Drähte mit Kupfer- oder Aluminiumkern verwendet, deren Querschnitt aus der Bedingung ausgewählt wird, dass der berechnete Strom durch sie geleitet wird.
Vor dem Einschalten der Spannung werden die korrekte Installation der Elektroden, die Qualität der Kontakte an den Elektroden und das Fehlen ihres Kurzschlusses zum Anker überprüft.
Die elektrische Beheizung erfolgt mit Niederspannungen im Bereich von 50 ... 127 V. Die durchschnittliche spezifische Leistungsaufnahme beträgt 60 ... 80 kW / h pro 1 m3 Stahlbeton.
Kontakt (konduktive) Heizung. Dieses Verfahren nutzt die Wärme, die im Leiter freigesetzt wird, wenn ein elektrischer Strom durch ihn fließt. Dann wird diese Wärme durch Kontakt auf die Oberflächen der Struktur übertragen. Die Wärmeübertragung im Beton des Bauwerks selbst erfolgt durch Wärmeleitung. Zur Kontakterwärmung von Beton werden hauptsächlich thermoaktive (Heiz-) Schalungen und thermoaktive flexible Beschichtungen (TAGP) verwendet.
Heizschalung hat ein Deck von Blech oder wasserdichtes Sperrholz, auf dessen Rückseite sich elektrische befinden Heizelemente. In modernen Schalungen werden als Heizungen Heizdrähte und -kabel, Netzheizungen, Kohlebandheizungen, leitfähige Beschichtungen usw. verwendet.Am effektivsten werden Kabel, die aus Konstantandraht mit einem Durchmesser von 0,7 ... 0,8 mm bestehen, platziert in hitzebeständiger Isolierung . Die Oberfläche der Isolierung wird durch einen Metallschutzstrumpf vor mechanischer Beschädigung geschützt. Um einen gleichmäßigen Wärmefluss zu gewährleisten, wird das Kabel in einem Abstand von 10 ... 15 cm von Abzweig zu Abzweig verlegt.
Gitterheizungen (Metallgitterstreifen) sind mit einer Asbestblechdichtung vom Deck isoliert und auf der Rückseite des Schalungsschilds - ebenfalls mit Asbestblech und mit Wärmedämmung bedeckt. Zum Erstellen elektrische Schaltung einzelne Streifen der Gitterheizung sind durch Verteilerreifen miteinander verbunden.
Kohlebandheizungen werden mit speziellen Klebstoffen auf das Deck des Schildes geklebt. Um einen starken Kontakt mit den Schaltdrähten zu gewährleisten, sind die Enden der Bänder verkupfert.
Jedes Inventar mit einer Stahl- oder Sperrholzdecke kann in eine Heizschalung umgewandelt werden. Abhängig von den konkreten Gegebenheiten (Aufheizrate, Umgebungstemperatur, Wärmeschutzleistung des hinteren Teils der Schalung) ist die erforderliche Leistungsdichte kann zwischen 0,5 und 2 kV A/m2 variieren. Heizschalungen werden beim Bau von dünnwandigen und mittelmassiven Konstruktionen sowie bei monolithischen Einheiten aus vorgefertigten Stahlbetonelementen eingesetzt.
Thermoaktive Beschichtung (TRAP) - leicht, flexibles Gerät mit Kohlebandheizungen oder Heizdrähten, die eine Erwärmung auf bis zu 50 °C ermöglichen. Die Basis der Beschichtung ist Glasfaser, an der die Heizungen befestigt sind. Zur thermischen Isolierung wird Stapelglasfaser mit einer abschirmenden Folienschicht verwendet. Als Imprägnierung wird gummiertes Gewebe verwendet.
Es kann eine flexible Beschichtung hergestellt werden andere Größe. Zur Befestigung einzelner Beschichtungen aneinander sind Löcher zum Durchführen von Litzen oder Clips vorgesehen. Die Beschichtung kann auf senkrechten, waagerechten und geneigten Flächen von Bauwerken aufgebracht werden. Am Ende der Arbeit mit der Beschichtung an einem Ort wird sie entfernt, gereinigt und zur Erleichterung des Transports zu einer Rolle gerollt. Es ist am effektivsten, TRAPS beim Bau von Bodenplatten und Beschichtungen, Vorbereitungen für Fußböden usw. zu verwenden. TRAPS werden mit einem spezifischen hergestellt elektrische Energie 0,25... 1 kVA/m2.
Infrarotheizung nutzt die Fähigkeit von Infrarotstrahlen, vom Körper absorbiert und in umgewandelt zu werden Wärmeenergie, was den Wärmeinhalt dieses Körpers erhöht.
Infrarotstrahlung wird durch Erhitzen von Festkörpern erzeugt. In der Industrie werden für diese Zwecke Infrarotstrahlen mit einer Wellenlänge von 0,76 ... 6 Mikrometer verwendet, während Körper mit einer strahlenden Oberflächentemperatur von 300 ... 2200 ° C den maximalen Wellenfluss dieses Spektrums haben.
Wärme von der Quelle der Infrarotstrahlen auf den erhitzten Körper wird sofort übertragen, ohne Beteiligung eines Wärmeträgers. Von Bestrahlungsflächen absorbiert, werden Infrarotstrahlen in Wärmeenergie umgewandelt. Aus den so erwärmten Oberflächenschichten erwärmt sich der Körper aufgrund seiner eigenen Wärmeleitfähigkeit.
Für Betonarbeiten werden Metallrohr- und Quarzstrahler als Erzeuger von Infrarotstrahlung verwendet. Um einen gerichteten Strahlungsfluss zu erzeugen, werden die Strahler in flache oder parabolische Reflektoren (meist aus Aluminium) eingeschlossen.
Die Infrarotheizung wird in folgenden technologischen Prozessen verwendet: Erwärmung von Armaturen, gefrorenen Böden und konkrete Oberflächen, Wärmeschutz des verlegten Betons, Beschleunigung der Betonerhärtung beim Einbau von Zwischenböden, Errichten von Wänden und anderen Elementen in Holz-, Metall- oder Rohbauschalung, Hochhauskonstruktionen in Gleitschalung (Aufzüge, Silos etc.).
Strom für Infrarot-Anlagen kommt in der Regel aus einem Umspannwerk, von dem ein Niederspannungskabelabgang bis zur Baustelle verlegt wird und den Schaltschrank speist. Von letzterem wird über Kabelleitungen Strom an separate Infrarotanlagen geliefert und Beton verarbeitet Infrarotstrahlen in Anwesenheit von automatischen Geräten, die die angegebenen Temperatur- und Zeitparameter bereitstellen, indem sie Infrarotanlagen periodisch ein- und ausschalten.
Beim induktiven Erwärmen von Beton wird die in der Bewehrung oder Stahlschalung erzeugte Wärme genutzt, die sich im elektromagnetischen Feld der vom Wechselstrom durchflossenen Induktorspule befindet. elektrischer Strom. Dazu wird ein isolierter Drahtinduktor in aufeinanderfolgenden Windungen auf die Außenfläche der Schalung gelegt. Ein elektrischer Wechselstrom, der durch einen Induktor fließt, erzeugt ein elektromagnetisches Wechselfeld. Elektromagnetische Induktion verursacht in dem in diesem Feld befindlichen Metall (Bewehrung, Stahlschalung) Wirbelströme, wodurch der Anker ( Stahlschalung) erhitzt und Beton daraus (konduktiv) erhitzt wird.
Während des Baus wird es oft notwendig, Fundamente, Bewehrungen oder andere Abschnitte in der Wintersaison zu betonieren. In diesem Fall muss verhindert werden, dass das im Beton enthaltene Wasser gefriert. In diesem Fall verringern Eiskristalle die Leistung des Materials und seine Festigkeit erheblich.
Grundregeln
Damit das Betonieren im Winter erfolgreich ist und sich die Betonqualität nicht verschlechtert, müssen einige Grundregeln für die Durchführung des Prozesses in der kalten Jahreszeit eingehalten werden:
- Zunächst sollten Sie spezielle Frostschutzzusätze verwenden, die das Einfrieren verhindern und die Festigkeit erhöhen.
- In Ermangelung von Zusätzen sollte die Betonmischung nur mit erhitztem Wasser verdünnt werden, und es sollten vorgeschriebene Methoden angewendet werden, um qualitativ hochwertige Strukturen zu gewährleisten.
- Maschinen, die in der kalten Jahreszeit Beton transportieren, müssen isoliert werden.
- Der Untergrund für Beton muss vor Beginn der Arbeiten gründlich von Staub und Schmutz gereinigt und erwärmt werden.
- Schnee und Eis sollten von Bewehrung und Schalung entfernt werden, die beim Betonieren verwendet werden. Wenn die Bewehrung einen Durchmesser von mehr als 25 mm hat oder aus einem Walzprofil besteht, wird sie bei einer Lufttemperatur unter -10 Grad erhitzt, bis sie eine positive Temperatur annimmt. Der gleiche Vorgang muss mit großen eingebetteten Metallteilen durchgeführt werden.
- Die Betonierarbeiten müssen beschleunigt und kontinuierlich durchgeführt werden, um ein Auskühlen der verlegten Betonschicht zu verhindern.
- Nach dem Betonieren muss die gesamte Oberfläche mit Holzschildern oder -matten isoliert werden.
Die Einhaltung dieser einfachen Bedingungen ermöglicht es Ihnen, eine qualitativ hochwertige Betonierung zu erhalten, die Festigkeit und Zuverlässigkeit behält.
Methoden der Betonhärtung
Moderne Konstruktionen verwenden mehrere Methoden, um Betonmörtel bei Temperaturen unter Null zu halten, was als recht effektiv und kostengünstig angesehen werden sollte.
Winterbetonierverfahren können in 3 Gruppen eingeteilt werden:
- die Thermosmethode, basierend auf der Erhaltung der Wärme, die in die Betonlösung während ihrer Herstellung oder vor dem Gießen in Strukturen eingebracht wird;
- elektrische Erwärmung, durchgeführt durch Kontakt-, Induktions- oder Infrarotheizungen nach dem Auftragen der Lösung;
- die Verwendung spezieller chemischer Frostschutzmittel, mit deren Hilfe der eutektische Punkt des in der Mischung vorhandenen Wassers gesenkt wird.
Diese Verfahren werden durch Einbetonieren Winterzeit können einzeln verwendet oder nach Bedarf kombiniert werden. Die Wahl der Methode bei der Ausführung von Bauarbeiten wird von Faktoren wie der Massivität und Art der Konstruktion, der Zusammensetzung und der erforderlichen Festigkeit des Betons, natürliche Bedingungen zu bestimmten Jahreszeiten die Ausstattung der Baustelle mit der einen oder anderen Art von Kraftgeräten und einigen anderen.
So empfiehlt sich beispielsweise beim Arbeiten mit stark exothermen Portland-Schnellzementen das Thermos-Verfahren. Sie haben die größte Wärmeabgabe und sorgen für einen hohen Wärmegehalt der erzeugten Struktur. Gleichzeitig kann die Aushärtung der Betonlösung auf der Grundlage des Verfahrens in Kombination durchgeführt werden - „Thermos mit Zusätzen“, wenn es aufgrund chemischer Beschleuniger auftritt, oder nach dem „heißen Thermos“-Verfahren, wenn es schwerwiegend ist elektrischer Strom wird benötigt, um Beton auf hohe positive Temperaturen zu erhitzen.
Im Gegensatz zur Thermosmethode wird beim künstlichen Erhitzen des Betonmörtels die Temperatur des verlegten Materials nicht nur auf das maximal zulässige erhöht, sondern auch so lange gehalten, bis der Beton eine bestimmte Festigkeit erreicht. Normalerweise wird die Methode der künstlichen Erwärmung verwendet, wenn mit Strukturen gearbeitet wird, die haben hohes Niveau Massivität, bei der die angegebene Festigkeit nicht nur im Thermoverfahren erreicht werden kann.
Frostschutzchemikalien werden Betonlösungen in einer Menge von 3 bis 16 % je nach gewünschtem Ergebnis und Masse der Mischung zugesetzt und sorgen für eine stabile Aushärtung des Materials negative Temperatur. Die Wahl der Art der Additive hängt in der Regel von der Bauart, der Anzahl der verwendeten Armaturen, dem Vorhandensein von Streuströmen und aggressiven Medien sowie der Temperatur ab, bei der der Prozess abläuft.
Als Frostschutzzusätze werden bisher folgende Mittel verwendet:
- Natriumnitrit;
- Calciumchlorid kombiniert mit Natriumnitrit;
- Calciumchlorid kombiniert mit Natriumchlorid;
- Calciumnitrat-Nitrit in Kombination mit Harnstoff;
- Calciumnitrat in Kombination mit Harnstoff;
- Calciumnitrit-Nitrat in Kombination mit Calciumchlorid;
- Nitrat-Nitrit-Calciumchlorid in Kombination mit Harnstoff;
- Pottasche.
Darüber hinaus wird im modernen Bauwesen in der kalten Jahreszeit häufig der Frostschutzzusatz Natriumformiat verwendet, dessen Verwendung jedoch bei vorgespannten Konstruktionen mit Stahlbewehrung, die für den Einsatz in gasförmigen oder wässrigen Medien mit einer Luftfeuchtigkeit von mehr als 60 % vorgesehen sind, eingeschränkt ist. Es ist zu beachten, dass die Verwendung dieses Additivs beim Bau von Strukturen mit reaktiver Kieselsäure oder in Industrieanlagen, die Gleichstrom verbrauchen, verboten ist.
Es sollte hinzugefügt werden, dass es strengstens verboten ist, alle chemischen Zusätze beim Betonieren von Stahlbetonkonstruktionen von elektrifizierten Eisenbahnen und Industrieunternehmen zu verwenden, in denen elektrischer Streustrom vorhanden ist.
Aufwärmmethoden
Alle oben genannten Methoden wurden erfolgreich auf ausgedehnten und gut ausgestatteten Baustellen angewendet. Einige von ihnen erfordern die Organisation eines ziemlich kostspieligen zusätzliche Ausrüstung oder Ausrüstung.
Unter den Bedingungen kleiner Bauarbeiten zum Betonieren des Fundaments eines Landhauses, eines Gewächshauses oder einer Pflasterplatte erscheinen nicht alle vorgeschlagenen Methoden angemessen. In diesem Fall kann das Betonieren im Winter von Maßnahmen wie der Errichtung einer provisorischen Unterkunft auf der Baustelle begleitet werden, in der der erforderliche Bereich mit einer Heißluftpistole beheizt wird, oder der Verwendung von PVC-Folie und anderen wärmenden Materialien.
Das Abdecken der Betonmischung wird bei kaltem Wetter bei Temperaturen von -3 bis +3 Grad empfohlen. PVC-Folie und andere Heizungen ermöglichen es, dass sich Wärme in der Betonstruktur ansammelt, was zu einer schnelleren Verfestigung und Aushärtung der Lösung führt.
Wenn die Lufttemperatur -5 bis -15 Grad erreicht, empfehlen Experten die Verwendung von Elektro- oder Gas-Heißluftpistolen. Sie sind wie folgt eingerichtet:
- an Holzrahmen eine Schicht PVC-Folie wird verstärkt, wodurch eine Verstärkung in Form eines Zeltes entsteht;
- Heißluftpistolen sind im Zelt installiert.
Je höher die Temperatur im Zelt ist, desto schneller härtet die Betonmischung aus und desto kürzer ist die Aufwärmzeit.
Damit Beton eine Primärfestigkeit erhält, die weitere Arbeiten ermöglicht, reicht es in der Regel aus, sich 1-3 Tage aufzuwärmen.
Richtlinien
Sie müssen also daran arbeiten, Beton in Ihrem Sommerhaus zu verlegen. Welcher Aktionsalgorithmus sollte gewählt werden, damit das Betonieren unter winterlichen Bedingungen erfolgreich ist?
Der erste Schritt ist der Kauf von Beton. Außerdem ist es erlaubt unabhängige Produktion Betonmischung. Um das Material der Klasse M200 vorzubereiten, benötigen Sie:
- 3 Teile M500-Zement (es ist verboten, nassen oder festen Zement zu verwenden);
- 5 Teile Sand (sowohl Steinbruchsand als auch gewaschener Sand sind erlaubt; die Verwendung von Sand mit Ton oder anderen Zusätzen ist strengstens verboten);
- 7 Teile Schotter (es wird empfohlen, gewaschenen Kiesschotter mit Fraktionen von 5 bis 20 mm zu verwenden; die Verwendung von Kalkschotter sowie Kieselsteinen und ungewaschenem Schotter ist verboten);
- Wasser (sollte etwa 25 % der gesamten Mischung ausmachen).
Um Beton im Winter zu verwenden, können ihm chemische Frostschutzelemente und Weichmacher zugesetzt werden.
Wenn die durchschnittliche Tagestemperatur während der Ausführung der Arbeiten nicht mehr als -5 Grad beträgt, müssen folgende Maßnahmen ergriffen werden:
- Alle für die Herstellung der Betonmischung verwendeten Materialien - Schotter, Sand und Wasser - sorgfältig auf Schnee- und Eisfreiheit prüfen und unbedingt erwärmen.
- Ordnen Sie einen Holzrahmen an und bedecken Sie ihn mit Isoliermaterial, um ein Zelt zu schaffen.
- Überprüfen Sie das Zelt auf Risse, durch die kalte Luft eindringen kann.
- Erfüllt das Zelt alle notwendigen Voraussetzungen, kann es angeschlossen werden Heißluftpistole oder Wärmeerzeuger.
- sollte durchgeführt werden, bis es eine hellweiße Farbe annimmt. Die Mischung sollte sich warm anfühlen, was auf eine Abbinde- und Härtungsreaktion hinweist. Wenn der Beton dunkelgrau geworden ist, deutet dies darauf hin, dass er gefroren ist und seine Eigenschaften verloren hat. Eine solche Lösung muss ausgehobelt und die Betonierarbeiten erneut durchgeführt werden.
Was tun, wenn der Nachbetoniervorgang nicht möglich ist? Decken Sie in diesem Fall die Struktur sorgfältig mit PVC-Folie ab. Dadurch bleibt die oberste Betonschicht bei Frost und Tauwetter intakt. Vielleicht kann der Beton im Frühjahr den Hydratationsprozess fortsetzen. Natürlich wird seine Stärke so gering wie möglich, aber dies zu tun ist besser, als die Struktur einfach im Regen und Schnee zu lassen.
Bemerkungen:
Mit der weit verbreiteten Verwendung von Beton stehen die Menschen vor einem erheblichen Problem – dem Betonieren im Winter. Heute das Wichtigste Baumaterial Es ist Beton, der beim Bau von Bauwerken verwendet wird.
Die Temperatur des Betonmörtels darf beim Gießen monolithischer Strukturen nicht unter 5 ° C und bei dünnem Beton nicht unter 20 ° C liegen.
In den südlichen Regionen können Sie die Arbeit bei Kälte unterbrechen, aber was ist an Orten, an denen lange Minustemperaturen anhalten? Winterbetonieren ist ein sehr realer Bauprozess, der mehrfach in der Praxis erprobt und durch eine Reihe von Dokumenten standardisiert ist.
Konstruktionsmerkmale im Winter
Das Hauptmerkmal der Winterperiode ist die niedrige Temperatur, die hat maßgeblichen Einflussüber die Eigenschaften von Beton. Der Hauptprozess der Betonstrukturbildung ist die Zementhydratation. Eine Temperaturerhöhung spielt in diesem Prozess die Rolle eines Katalysators und beschleunigt die Bildung der endgültigen Struktur (Festigkeitseinstellung).
Festigkeitsberechnungen basieren auf einer optimalen Temperatur von etwa 18-20 °C, bei der der Beton 28 Tage nach dem Gießen seine beabsichtigte Festigkeit erreicht.
Eine Absenkung der Temperatur verlangsamt den Hydratationsprozess des Zements, und bei einer Mörteltemperatur von 5 °C erreicht der Beton nach 4 Wochen nur 70 % der erforderlichen Festigkeit. Bei Temperaturen unter 0 ° C stoppt die Hydratation aufgrund des Gefrierens von Wasser, ohne das dieser Prozess nicht möglich ist. Somit ist folgendes Fazit zu ziehen: Bei Betontemperaturen unter 10 °C verlängert sich die Zeit der Materialfestigkeitsentwicklung merklich, was beim Bauen bei Minustemperaturen (Wassergefrieren) die Erhärtung berücksichtigen muss Prozess stoppt.
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Anforderungen an das Winterbetonieren
Es hat sich herausgestellt, dass die Temperatur der Betonlösung zum Zeitpunkt des Gießens bei monolithischen Bauwerken nicht unter 5°C liegen sollte, unter 20°C – z dünne Schichten Beton. Bei der Zementhydratation wird Wärme in der Mischung freigesetzt, die jedoch ausreicht, um den Gefrierpunkt von Wasser nur um 2-3 ° C (im Vergleich zur Umgebungsluft) zu senken.
Außerdem muss die Lösung selbst nach dem Mischen eine Temperatur von mindestens 20 ° C (vorzugsweise 30 ° C) haben, da sonst ihre Plastizität verloren geht und das Verlegen zu einem großen Problem wird. Die Verdichtung der kalten Masse erzielt nicht den gewünschten Effekt - es treten Zonen mit unzureichender Verdichtung der Mischung auf.
Die oben genannten Bedingungen, die für die Bildung eines hochwertigen Bauwerks erforderlich sind, erfordern besondere Maßnahmen beim Betonieren im Winter. Die Technologie sollte entweder das Aufwärmen der Lösung und das Aufrechterhalten ermöglichen gewünschte Temperatur, oder die Einführung von Zusätzen, die den Gefrierpunkt von Wasser senken, den Prozess des Aushärtens von Beton bei niedrigen Temperaturen beschleunigen und die Plastizität der Lösung bei kaltem Wetter erhöhen können.
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Methoden des Winterbetonierens
Im Winter wird der Mörtel auf 4 Hauptarten betoniert, die die Anforderungen erfüllen können, oder (meistens) eine Kombination dieser Methoden. Diese schließen ein:
- Aufwärmen der Betonlösung beim Mischen und Verlegen.
- Einführung spezieller Frostschutzzusätze.
- Bereitstellung eines Thermoeffekts.
- Langanhaltend während der Aushärtung.
Das Erhitzen der Lösung kann auf verschiedene Weise erfolgen. Die gebräuchlichsten sind Erwärmung mit Dampf, Erwärmung mit Luftstrom (Konverterverfahren), Induktionserwärmung, Erwärmung mit Infrarotstrahlung, direkte elektrische Erwärmung.
Die Langzeiterwärmung erfolgt in einer speziellen Schalung, in der sich Heizelemente befinden, und sorgt für eine Zwangserwärmung des Betons während seiner Aushärtung auf eine Temperatur von nicht weniger als 5-10 ° C. Thermos-Effekt wird erreicht, indem die während der Zementhydratation oder einer anderen Reaktion beim Einbringen des Additivs erzeugte Wärme zurückgehalten wird, indem eine gute Wärmeisolierung der Betonstruktur nach dem Gießen bereitgestellt wird.
Für die Winterbetonage werden folgende Werkzeuge benötigt:
- Baumischer;
- Schaufel;
- Waage;
- Meister OK;
- Spachtel;
- Thermometer;
- Bulgarisch;
- elektrische Bohrmaschine;
- ein Hammer;
- Zange;
- Schraubendreher;
- Lot;
- eben;
- Roulette;
- ein Hammer;
- Reibe;
- Kelle.
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Spezialzusatzmittel für Beton
Das Winterbetonieren erweitert seine Möglichkeiten durch die Einführung von Frostschutzzusätzen. Eine solche Betonmischungen ohne Erhitzen kann es bei einer Temperatur von 0-5 ° C verwendet werden. Die häufigsten Frostschutzzusätze sind Kali und Natriumnitrat. Die Menge des hinzugefügten Additivs hängt von den Bedingungen der Betonhärtung ab:
- bei Lufttemperaturen bis -5 ° C werden 5-6% dieser Zusätze benötigt;
- bei Temperaturen bis -10 ° C - 6-8%;
- bei -15 ° C - 8-10%.
Wenn die Aushärtung der Masse bei stärkerem Frost erfolgt, wird kein Natriumnitrat verwendet und die Menge an Kali erhöht sich auf 12-15%. Neben diesen Stoffen kann auch Harnstoff oder eine Mischung aus Calciumnitrat und Harnstoff verwendet werden.
Der Effekt der Erhöhung der Frostbeständigkeit wird durch die gleichzeitige Zugabe von Massenerhärtungsbeschleunigern verstärkt. Die gebräuchlichsten sind Natriumformiat, Asol-K, eine Mischung auf Basis von Acetylaceton und einige andere. Als Standard-Frostschutzzusätze mit zusätzlichen weichmachenden und beschleunigenden Eigenschaften können empfohlen werden:
- Hydrobeton S-3M-15;
- Hydrozym;
- Lignopan;
- Win-Frostschutz;
- betonsan;
- Zementol.
Das wirtschaftlichste Additiv für hausgemachte Mischungen ist Ammoniakwasser.
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Nutzung des Thermoeffekts
Das Betonieren unter winterlichen Bedingungen unter Verwendung des Thermoeffekts dient dazu, die Abkühlzeit der Betonkonstruktion um einen Zeitraum zu verlängern, der ausreicht, um die gewünschte Festigkeit zu erreichen. Die Hauptaufgabe- die Wärme der während ihrer Herstellung bereitgestellten Lösung und die während der Hydratation des Zements freigesetzte Wärme zu halten.
Die Thermosmethode wird normalerweise in Verbindung mit der Einführung von Additiven verwendet, die die Verfestigung der Masse beschleunigen und den Gefrierpunkt von Wasser senken. Als solche Zusätze werden Calciumchlorid und Natrium- oder Natriumnitrit in einer Menge von bis zu 5 Gew.-% des Zements verwendet.
Die "Thermoskanne" selbst ist in Form einer isolierten Schalung montiert, deren Wände in mehreren Schichten mit wärmeisolierenden Materialien verkleidet sind. Gute Wärmeisolatoren sind expandiertes Polystyrol und Mineralwolle. Thermoswände werden in der folgenden Reihenfolge hergestellt: An der Schalung wird eine Abdichtungsschicht angebracht ( Polyethylenfolie), oben - Wärmedämmung, oben - eine weitere Abdichtungsschicht. Über konkrete Struktur auch sicher mit ähnlichen Isolierschichten abgedeckt. Der Thermoseffekt macht sich am deutlichsten in monolithischen Strukturen mit einem erheblichen Betonvolumen bemerkbar und kann bis zu einer Temperatur von -5 ° C verwendet werden.
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Elektroheizung
Betonarbeiten im Winter können mit elektrischer Vorheizung der Lösung durchgeführt werden. Die Technologie des Verfahrens basiert auf der Erwärmung mit eingetauchten Elektroden konkrete Zusammensetzung. Typischerweise werden Plattenelektroden für eine Spannung von 380 V verwendet, während der Behälter geerdet werden muss.
Durch das Erhitzen der Masse kann die Lösung ihre elastischen Eigenschaften verlieren, daher wird empfohlen, weichmachende Zusätze einzubringen. Das Aufwärmen der Mischung kann auch in der Trommel eines Betonmischers unter Verwendung von Elektroden in Form von Stäben durchgeführt werden. Das Aufwärmen erfolgt so, dass der zu verlegende Mörtel eine Temperatur von 30-40°C hat.
Das elektrische Verfahren kann zum Erhitzen des Mörtels während des Gießens der Schalung verwendet werden. Dabei kommen zwei Methoden zum Einsatz: Periphere Erwärmung (flache Elektroden werden auf der Oberfläche eines Betonelements platziert) und Durcherwärmung (Stabelektroden werden durch die Dicke von Beton und Schalung geführt). Im letzteren Fall sollte ein Kontakt der Elektroden mit der Bewehrung der Betonkonstruktion ausgeschlossen werden.
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