Zusammensetzung des Betons im Winter. Ist Betonieren im Winter mit technisch aufwendigen Methoden möglich? Maßnahmen, die die Wirksamkeit des Einsatzes von Frostschutzzusätzen erhöhen

Bei Betonieren Und Gießen von Beton im Aufbau Winter Es werden Bedingungen berücksichtigt, unter denen die durchschnittliche tägliche Außenlufttemperatur auf +5°C sinkt und die Temperatur tagsüber unter 0°C sinkt. Sie werden nicht durch den Kalender bestimmt, sondern durch die Temperatur des Phasenübergangs in den festen Zustand des Wassers als eine der strategisch wichtigen Baumaterial. In den nördlichen Regionen der Russischen Föderation kann eine solche Saison den größten Teil des Jahres dauern. Es ist offensichtlich, dass zu diesem Zeitpunkt die Kosten für Kapitalbau erhöhen, aber ein Einfrieren im wörtlichen und übertragenen Sinne, auch für kürzere Zeiträume, wird zu unermesslich großen und ungerechtfertigten Verlusten führen.

Eine klassische Baubetonmischung besteht aus gründlich gemischten Komponenten:

• Bindemittel - Zement die richtige Marke
• Wasser
• Grober Zuschlagstoff – Schotter der erforderlichen Fraktion
• Feiner Zuschlagstoff – Bausand entsprechender Qualität
• Für die Anwendung sind verschiedene Zusatzstoffe erforderlich Betonmischung und Beton erhält die richtigen Eigenschaften

Das Abbinden der Betonmischung erfolgt durch die Hydratisierung von Bindemittelpartikeln – in unserem Fall Alumosilikat-Portlandzement. Aus thermodynamischen Gründen verringert sich die Geschwindigkeit jeder chemischen Reaktion, einschließlich der Hydratation, etwa um die Hälfte, wenn die Temperatur um 10 °C sinkt.

Bei Temperaturen unter 0 °C verwandelt sich chemisch ungebundenes Wasser in Eis und vergrößert sein Volumen um etwa 9 %. Infolgedessen in der Dicke Beton Es entstehen Spannungen, die seine Struktur zerstören. Die gefrorene Betonmischung weist eine gewisse Festigkeit auf, jedoch nur aufgrund der Anhaftung von Eiskristallen. Beim Auftauen setzt der Prozess der Zementhydratation wieder ein, aufgrund struktureller Störungen kann der Beton jedoch nicht seine Sollfestigkeit erreichen, d. h. seine Festigkeitseigenschaften werden deutlich geringer sein als die von nicht gefrorenem Beton. Experimente haben gezeigt, dass der Prozess der Betonfestigkeitssteigerung maßgeblich von den Erhärtungsbedingungen beeinflusst wird. Wenn nämlich der Beton vor dem Gefrieren je nach Marke 30–50 % seiner Sollfestigkeit erreicht, wird überschüssiges Wasser aus seiner Dicke herausgedrückt und eine weitere Einwirkung niedriger Temperaturen beeinträchtigt ihn nicht mehr. physikalische und mechanische Eigenschaften. Die weitere Reifung erfolgt jedoch um ein Vielfaches langsamer als unter normalen Bedingungen. Dabei ist zu beachten, dass kritische Tragkonstruktionen (Balken, Stürze, Querriegel, Decken etc.) erst ab Erreichen einer Festigkeit von 70 % belastet werden können. Wenn die Bewehrung des Monolithen in mindestens einer Richtung vorgespannt wurde, sind 100 % der Bemessungsfestigkeit erforderlich.

Wie erreicht man volle Qualität? monolithischer Beton bei Betonmischung einfüllen Winterbedingungen ? Die Antwort liegt auf der Hand: Gewährleistung der thermodynamischen Bedingungen, unter denen das Wasser beteiligt ist chemischer Prozess, befindet sich in der flüssigen Phase. Dies kann grundsätzlich auf zwei Wegen erreicht werden – entweder durch eine Erhöhung der Temperatur der Reaktionszone oder durch eine Senkung der Kristallisationstemperatur des Wassers. Betrachten wir Möglichkeiten, beide Effekte in Verbindung mit den Komponenten der Betonmischung und in derselben Reihenfolge zu erzielen, in der sie oben aufgeführt sind.

1. Die Standardabbindezeit für klassischen Portlandzement beträgt unter normalen Bedingungen 28 Tage. Daneben gibt es hochaktive, schnell erhärtende Zemente, die eine vollständige Ausreifung des Betons innerhalb von 2-3 Tagen oder sogar schneller gewährleisten können. Wenn der Monolith massiv genug ist, findet sein Gefrieren während dieser Zeit aufgrund der hohen Wärmekapazität von Wasser und der exothermen Natur der Hydratationsreaktion nicht statt. Diese Art von Zement wird beispielsweise in Trockenmischungen wie „Gussbeton Güteklasse 300“ verwendet. Bereits nach 4 Stunden sind daraus hergestellte Bauwerke (Platten, Estriche, Stufen etc.) begehbar. Nachteile – hohe Kosten und Zeitmangel für die Lieferung und Verlegung von Transportbeton. Infolgedessen haben diese Betone keine großtechnische Verwendung gefunden.
2. Wie Sie wissen, kocht Wasser auf Meereshöhe bei +100 °C. Es scheint, dass Beton bei einer Temperatur von +99 °C fast augenblicklich aushärtet. Die Erfahrung zeigt jedoch, dass die Aushärtungsgeschwindigkeit ab +50 °C stark abnimmt, obwohl der Prozess weitergeht. Diese Temperatur gilt als technologisch optimal. Wenn es irgendwie gelingt, genau dies in der Dicke des klassischen Betons bereitzustellen, kann die Schalung in den meisten Fällen innerhalb von 1-2 Tagen entfernt werden. Beim Mischen einer Fertigbetonmischung verwenden Hersteller auf +50 °C erhitztes Wasser. Wasser wird nicht nur für die chemische Reaktion, sondern auch für die Verarbeitbarkeit der Mischung benötigt. Bei negative Temperaturen Gerade aus überschüssigem Wasser bilden sich Eiskristalle. Um den Inhalt zu reduzieren, wird eine Vakuumabsaugung mit starren Abschirmungen oder flexiblen Matten eingesetzt. Ähnliches geschieht auf natürliche Weise aufgrund der Kapillarkräfte beim Auftragen einer Mauermörtelschicht auf einen porösen Ziegelstein. Aus diesem Grund erlauben Bauvorschriften und -vorschriften dies Betongießen und Betonieren im Winter . Die endgültige Stärke ist Zement-Sand-Mörtel nimmt nach dem Auftauen zu. Schwacher Stahlbeton leidet am meisten unter dem Einfrieren. Bewehrungsstäbe aus Stahl sind hervorragende „Kältebrücken“ und führen die Wärme intensiv aus der Betondicke ab. Das Wasser um sie herum gefriert und das sich ausdehnende Eis drückt die plastische Betonmischung weg. Von dort fließt neues Wasser in die zwischen den Kristallen entstandenen Lücken, das wiederum gefriert und der Vorgang wiederholt sich, bis das gesamte Wasser gefriert, hauptsächlich um die Stäbchen herum. Es ist klar, dass Stahlbeton beim Auftauen die Eigenschaften eines Verbundwerkstoffs verliert.
3. Um Schotter auf +60 °C zu erhitzen, nutzen Transportbetonhersteller spezielle Register, durch die erhitztes Wasser oder sogar Dampf geleitet wird.
4. Das Gleiche gilt für Sand. Das Erhitzen von Zement ist verboten, um ein „Kochen“ zu vermeiden.
5. Zur Erhöhung der Duktilität und damit der Verarbeitbarkeit Beton im Winter, werden der Betonmischung Weichmacher zugesetzt, sowohl mineralische (z. B. Kalk) als auch organische (verschiedene Polymergele, Dispersionen usw.). Mögliche Verwendung spezielle Zusatzstoffe, um beispielsweise die Porenbildung in der Betondicke zu reduzieren. Dies wirkt sich positiv auf die Wasser- und Frostbeständigkeit aus Betonstein. Es gibt verstärkende und strukturierende Zusätze, zum Beispiel Fasern – Polymer, Metall oder Mineral, die die Festigkeitseigenschaften von Betonstein erhöhen. Am interessantesten sind in der betrachteten Frage Frostschutzzusätze oder, wie sie auch genannt werden, Additive. Unter Bedingungen, unter denen ein Erhitzen nicht möglich ist und genügend Zeit zur Erhaltung der Betonstruktur vorhanden ist, können Sie den Gefrierpunkt von Wasser durch Zugabe von elektrolytischen Reagenzien senken. Am häufigsten im Bauwesen sind Kali, Calciumchlorid, Natriumsalze – Sulfat, Nitrat und Nitrit, Chlorid usw. Es muss jedoch berücksichtigt werden, dass diese Salze bei steigender Temperatur und Auftauen des Wassers in der Umgebung aufgrund osmotischer Prozesse an die Betonoberfläche diffundieren und sogenannte Ausblühungen bilden. Darüber hinaus wird die Betonreifungsgeschwindigkeit aufgrund der niedrigen Temperatur der flüssigen Phase (bis zu -20 °C) und einer Erhöhung der Ionenstärke auf ein kritisches Niveau sinken Kochsalzlösung. Elektrolytzusätze sind in Beton mit beanspruchter oder thermisch verstärkter Bewehrung (aufgrund elektrochemischer Korrosion) sowie in Bauwerken an Orten, an denen Streuströme auftreten (elektrifizierte Objekte – Eisenbahnen usw., aufgrund erhöhter Leitfähigkeit).

Bei Minustemperaturen während konkrete Arbeit Erhitzen Sie die Komponenten nicht vor Winterbetonieren Um dann eine bestimmte Temperatur zu erreichen, kann die Betonmischung in Zwangsbetonmischern mit Dampfheizung vorbereitet werden, wobei Zeit geopfert wird, die für die Lieferung und Platzierung hätte aufgewendet werden können. Es ist zu beachten, dass die Hydratation bei einer Temperatur von +40 °C mindestens viermal schneller erfolgt als unter normalen Bedingungen. Deshalb bei winterlichen Bedingungen Alle Arbeiten mit Betonmischung sollte so schnell wie möglich erfolgen. Optimal ist die Herstellung der erhitzten Betonmischung direkt vor Ort. Sie ist die Beste wäre besser geeignet Für Beton verlegen im Winter im „Thermos“-Verfahren, bei dem Schalung und Betonoberfläche passiv isoliert werden. Oftmals werden der Betonmischung 2 % des bereits bekannten Calciumchlorids zugesetzt, was die anfängliche Erstarrung beschleunigt und gleichzeitig die Kristallisationstemperatur von Wasser auf -3 °C senkt. Es gibt noch andere Zusätze, die beschleunigen Abbinden von Beton im Winter. Die Hauptsache ist, dass es aufgrund einer Überdosierung von Zusatzstoffen nicht vollständig während der Vorbereitung oder des Transports der Betonmischung stattfindet.

Gemäß Bauvorschriften Maximale Temperatur Die Betonmischung sollte +70 °C für schnellhärtenden Zement, +80 °C für Portlandzement und +90 °C für Schlacke-Portlandzement und puzzolanischen Portlandzement nicht überschreiten.

Aufwärmen, Erhitzen und Erhitzen von Beton beim Winterbetonieren

Um die erforderliche Temperatur der Betonmischung aufrechtzuerhalten künstliche Bedingungen Am weitesten verbreitet ist die Zwangswärmezufuhr Betonkonstruktion. Unterscheiden Erhitzen, Erhitzen und Erhitzen von aushärtendem Beton.

• Beton im Winter aufwärmen erfolgt durch Einbringen von Heizelementen in die Betondicke. Dies können Rohre sein, in denen ein Kühlmittel zirkuliert (Wasser, Dampf oder Luft), am weitesten verbreitet sind jedoch isolierte elektrische Heizdrähte vom Typ PNSV. Sie sind in Gruppen auf einen dreidimensionalen Rahmen gewickelt Stahlbetonkonstruktion Bereits vor dem Verlegen der Betonmischung und nach deren Fertigstellung werden die Gruppen an eine Wechsel- oder Wechselquelle angeschlossen Gleichstrom sichere Spannung (Transformator). Die Wicklungssteigung wird durch den Drahtquerschnitt bestimmt und muss so bemessen sein, dass der ohmsche Widerstand des Drahtes für die nötige Wärmeerzeugung sorgt. Beim Anschließen ist darauf zu achten, dass die Enden der aus der Schalung kommenden Drähte kurz sind, da diese sonst ohne Wärmeabfuhr an der Luft durchbrennen.
• Zum Erwärmen von Beton beim Winterbetonieren Als Heizkonstruktionen werden Warmhäuser verwendet. Im Wesentlichen handelt es sich hierbei um Gewächshäuser aus Folien- oder Gewebematerialien, die um eine Struktur herum gebaut sind und in deren Inneren eine Heißluftpistole oder ein Ventilator arbeitet. Zur elektrischen Wellenerwärmung von Betondicken werden Elektroden (Platten, Stäbe, Bänder und Schnüre – je nach Ausführung) verwendet. Durch den Anschluss gegenüberliegender Elektroden an verschiedene Phasen Durch Wechselstrom entsteht in der Betonmischung ein elektromagnetisches Feld, unter dessen Einfluss die Masse auf die erforderliche Temperatur erhitzt und ihre Wärme aufrechterhalten wird erforderliche Zeit. Die Teller werden aufgehängt Innenseite Bei der Seitenschalung werden Bewehrungsstäbe mit einem Durchmesser von 6-12 mm mit einer berechneten Steigung in die Betondicke eingebracht. Streifenelektroden können auf einer oder beiden Seiten der Struktur angebracht werden. String-Elektroden werden am effektivsten eingesetzt, wenn Winterbetonieren Säulen
• Zum Heizen An den Enden und im unteren Teil des Monolithen wird manchmal eine thermoaktive Schalung verwendet, die aus Stahlplatten (oder Mehrschichtplatten) besteht Heizelemente und Wärmedämmung. Bei der direkten Erwärmung der Betonoberfläche werden Infrarotgeneratoren verwendet – Metallrohr- oder Karborundstäbe. Die Wärmeenergie von der Oberfläche verteilt sich aufgrund der Wärmeleitfähigkeit über das gesamte Volumen des aushärtenden Monolithen. Manchmal erfolgt die Infrarotheizung durch die Schalung, dafür ist sie schwarz beschichtet Mattlack. Neben Strahlungsenergie hat auch elektromagnetische (Induktions-)Energie für diese Zwecke breite Anwendung gefunden. Die Induktionserwärmung erfolgt durch aufeinanderfolgende Windungen eines isolierten Drahtes (Induktors), der entlang der zu erwärmenden Oberfläche verlegt wird. Die Anzahl der Windungen und die Heizintensität werden unter Laborbedingungen für den jeweiligen Einzelfall vorberechnet und während des gesamten Prozesses sorgfältig angepasst. Die Effizienz der Induktionserwärmung von Stahlbeton wird durch einen geschlossenen Stahlrahmen erhöht.

Das Blasen von erhitztem Dampf oder Luft über einen Schalungsmonolithen ist nur bei dünnwandigen Strukturen wirksam und wird bisher nicht häufig eingesetzt.

Bei jeder Heizmethode und/oder (Heizung, Heizung) erfolgt das Winterbetonieren wie folgt:

• Schnee und Eis werden von den Schalungsoberflächen entfernt
• Zum gleichen Zweck wird der Verstärkungsrahmen erwärmt
• Es werden Geräte installiert, die der gewählten Methode entsprechen
• Betonmischung wird verlegt und verdichtet
• Oberflächen des Bauwerks, die mit Luft in Berührung kommen, müssen isoliert werden

Dann folgt die Phase des Baus von Brunnen zur Temperaturmessung, und erst danach beginnt die eigentliche Erwärmung, die stoppt, sobald die berechnete Temperatur erreicht ist. In den ersten acht Stunden müssen Sie die Temperatur des verlegten Betons alle zwei Stunden und dann mindestens einmal pro Schicht überwachen (mit Protokollierung).

Nach Abschluss der isometrischen Erwärmung darf die Struktur unter keinen Umständen abrupt abgekühlt werden, da dies zu ernsthaften Schäden am Monolithen führen kann. Durch die schnelle Abkühlung kommt es zu enormen Spannungen im Beton und zur Rissbildung. Die Heiztemperatur kann die berechnete Temperatur nur um 5°C überschreiten. Die Abkühlgeschwindigkeit des Betons nach dem Ende des Erhitzens sollte 15°C/Stunde nicht überschreiten; bei Stahlbetonmonolithen beträgt sie 2-3°C/Stunde.

Der Abbau der Schalung (Ausschalen) erfolgt erst, wenn der Beton die erforderliche Festigkeit erreicht hat. Sie variiert je nach Betonsorte und Zweck des Bauwerks zwischen 40 % und 70 % und sogar 100 %.

In jedem Fall ist zu bedenken, dass nur die Einhaltung der technologischen Anforderungen die ordnungsgemäße Qualität einer monolithischen Struktur gewährleisten kann.

Wenn Winterbetonieren notwendig ist Hauptproblem sind niedrige Temperaturen Umfeld, was zum Einfrieren von Baumaterialien führt. Dementsprechend zielt die Betoniertechnik bei winterlichen Bedingungen darauf ab, das Gefrieren von Wasser und anderen Materialien zu verhindern.

Die Anforderungen an das Winterbetonieren werden durch SNiP 3.03.01 bestimmt, wonach Temperaturen unter 5°C als Winterbedingungen gelten.

Merkmale des Winterbetonierens

Es gibt zwei wichtige Gründe, die das Betonieren im Winter erschweren.

• Bei niedrige Temperaturen Der Prozess der Zementhydratation verlangsamt sich, was zu einer Verlängerung der Aushärtungszeit des Betons führt.

Bei einer Umgebungstemperatur von 20 0 C erreicht Beton innerhalb einer Woche etwa 70 % seiner Auslegungsfestigkeit. Wenn die Temperatur auf 5 0 C sinkt, dauert es drei bis vier Mal länger, bis diese Festigkeit erreicht ist.

• Ein weiterer unerwünschter Prozess ist die Entwicklung innerer Druckkräfte, die durch die Ausdehnung von gefrorenem Wasser entstehen. Dieses Phänomen führt zu einer Erweichung des Betons. Darüber hinaus bildet gefrorenes Wasser Eisfilme um die Aggregate, wodurch die Verbindung zwischen den Bestandteilen der Mischung unterbrochen wird.

Beim Gefrieren von Wasser entsteht in den Poren der aushärtenden Mischung ein erheblicher Druck, der zur Zerstörung der Struktur des brüchigen Betons und zu einer Verschlechterung seiner Festigkeitseigenschaften führt.

Der Festigkeitsabfall ist umso deutlicher, je früher der Beton gefriert. Der gefährlichste Zeitraum ist die Abbindezeit der Betonmischung. Wenn die Mischung unmittelbar nach dem Einlegen in die Schalung gefriert, ist ihre Festigkeit bei Minustemperaturen nur auf die Gefrierkräfte zurückzuführen. Wenn die Temperatur steigt, wird der Prozess der Zementhydratation wieder aufgenommen, die Festigkeit dieses Betons wird jedoch deutlich geringer sein ähnliches Merkmal Material, das nicht eingefroren wurde.

Nur bereits angefallener Beton kann dem Einfrieren standhalten, ohne dass es zu Bauschäden kommt. spezifischen Wert Stärke. Es ist wichtig, die Regel des kontinuierlichen Betoneinbaus einzuhalten, um kalte Fugen zu vermeiden.

IN moderne Konstruktion In der weltweiten Praxis besteht die gebräuchlichste Methode des Winterbetonierens darin, dass die Betonmischung vor dem Einfrieren geschützt wird, während sie aushärtet und einen bestimmten Festigkeitswert erreicht, der als kritisch bezeichnet wird.

Als kritischer Wert der Betonfestigkeit wird eine Festigkeit angenommen, die 50 % des Markenwertes entspricht. In kritischen Bauwerken wird Beton vor dem Einfrieren geschützt, bis er 70 % seiner Auslegungsfestigkeit erreicht.

Im modernen Bauwesen kommen verschiedene Betoniermethoden zum Einsatz Winterzeit:

• Verwendung von Frostschutzzusätzen;
• Abdecken der Betonmischung mit PVC-Folie und anderen Isoliermaterialien;
• Elektro- und Infrarotheizung von Beton.

Unabhängig davon, was Sie bauen, stellt sich die Frage: ? Wir wissen, wie man eine Marke entsprechend der Art des Objekts, der Belastung und der Beschaffenheit des Bodens auswählt.

Das beschriebene Grundgesetz der Betonfestigkeit ermöglicht Ihnen eine kompetente Planung von Bauarbeiten.

Die beliebtesten Betonmischungen und -komponenten.

Anwendung von Frostschutzzusätzen

Aus technologischer Sicht ist die Verwendung von Frostschutzzusätzen die bequemste und kostengünstigste Methode des Winterbetonierens. Diese nicht erhitzende Methode ist viel günstiger als das Betonieren mit vorläufiger Umzäunung und Isolierung der Struktur sowie das Erhitzen mit Strom und Infrarotstrahlen.

Modifikatoren für die Frostschutzwirkung können entweder unabhängig oder in Kombination mit verschiedenen Heizmethoden verwendet werden.

Alle vorhandenen „Winter“-Zusatzstoffe in Beton lassen sich in drei Hauptgruppen einteilen.

• Zur ersten Gruppe gehören Zusatzstoffe, die den Abbinde- und Aushärtungsvorgang der Mischung entweder leicht beschleunigen oder leicht verlangsamen. Vertreter dieser Klasse sind starke und schwache Elektrolyte, Nichtelektrolyte und Verbindungen organischen Ursprungs – Harnstoff und mehrwertige Alkohole.
• Die zweite Gruppe umfasst Modifikatoren auf Basis von Calciumchlorid. Diese Stoffe haben die Fähigkeit, die Abbinde- und Aushärtungsprozesse stark zu beschleunigen und weisen erhebliche Frostschutzeigenschaften auf.
• Zur dritten Gruppe gehören Stoffe, die schwache Frostschutzeigenschaften haben, aber starke Abbinde- und Aushärtungsbeschleuniger mit starker Wärmeabgabe unmittelbar nach dem Gießen sind. Der Anwendungsbereich dieser Zusatzstoffe ist gering, sie sind jedoch aus wissenschaftlicher Sicht interessant. Zu diesen Zusatzstoffen zählen dreiwertige Sulfate auf Basis von Aluminium und Eisen.

Maßnahmen, die die Wirksamkeit des Einsatzes von Frostschutzzusätzen erhöhen

Frostschutzzusätze wirken wichtige Rolle— Aktivieren Sie die Aushärtungsprozesse der Mischung und senken Sie den Gefrierpunkt der flüssigen Phase. Sondern um zu empfangen effektives Ergebnis Neben der Verwendung von Modifikatoren ist es notwendig, eine Reihe damit verbundener Aktivitäten durchzuführen.

• Die Erzeugung innerer Wärme in der Betonmischung wird dadurch erleichtert Vorheizen seine Bestandteile.
• Nach Abschluss der Verlegung muss die Betonoberfläche mit Matten isoliert werden, die die durch die exotherme Reaktion von Zement und Wasser entstehende Wärme speichern und für die Aushärtung geeignete Bedingungen aufrechterhalten.
• Im Winter ist es am effektivsten, Portlandzemente und hochwertige schnellhärtende Zemente zu verwenden.

• Bei der Herstellung einer Betonmischung aus erhitzten Bauteilen wird eine andere Reihenfolge der Belastung aller Elemente verwendet als bei herkömmlichen Verfahren Sommerbedingungen wenn alle trockenen Zutaten gleichzeitig in eine mit Wasser gefüllte Mischtrommel gegeben werden. Um im Winter eine Zementbildung zu vermeiden, wird zunächst Wasser in die Trommel gegossen, dann wird grober Zuschlagstoff eingefüllt, dann wird die Trommel mehrere Umdrehungen gedreht und Sand und Zement eingefüllt.

Die Mischdauer der Komponenten im Winter sollte um etwa das Eineinhalbfache verlängert werden.

• Der Transport des Gemisches muss in einem isolierten Fahrzeug mit Doppelboden erfolgen, in den die Abgase gelangen. Orte zum Be- und Entladen von Betonmischungen müssen gegen Windeinwirkung isoliert sein, und die Mittel zur Zufuhr der Mischung müssen gründlich isoliert sein.
• Schalung und Bewehrung müssen von Schnee und Eis befreit werden, die Bewehrung muss auf eine positive Temperatur erwärmt werden.
• Voraussetzung für das Winterbetonieren ist schnelles Tempo seine Umsetzung.

Die Thermosmethode

Technologisch gesehen wird die „Thermos“-Methode durch Einbringen einer Mischung mit positiver Temperatur in eine isolierte Schalung durchgeführt. Beton gewinnt aufgrund seines anfänglichen Wärmegehalts und der exothermen Freisetzung während der Hydratationsreaktion des Zements an Festigkeit.

Für eine maximale Wärmeabgabe sorgen Portlandzemente und hochwertige Zemente. Besonders effektiv ist die „Thermos“-Methode in Kombination mit Frostschutzzusätzen.

Beim Betonieren im „Heiß-Thermos“-Verfahren wird die Mischung kurzzeitig auf 60-80 0 C erhitzt, im heißen Zustand verdichtet und in einer „Thermoskanne“ aufbewahrt oder zusätzlich beheizt.

Auf einer Baustelle wird die Betonmischung mithilfe von Elektroden erhitzt. Die Mischung wirkt als Widerstand in einem Wechselstromkreis. Die elektrische Beheizung erfolgt in Mulden oder Wannen von Muldenkippern.

Methoden zur künstlichen Erwärmung und Erwärmung von Beton

Der Kern dieser Methode besteht darin, die Temperatur der Mischung auf dem maximal zulässigen Wert zu erzeugen und weiter aufrechtzuerhalten, bis der Beton die erforderliche Festigkeit erreicht. Diese Methode wird in Fällen verwendet, in denen die „Thermos“-Methode nicht ausreicht.

Um das gewünschte Ergebnis zu erzielen, gibt es mehrere Möglichkeiten:

• Die physikalische Bedeutung der Elektrodenerwärmung ähnelt der oben beschriebenen Methode der Elektrodenerwärmung der Mischung. IN in diesem Fall Dabei wird die beim Durchströmen des Gemisches entstehende Wärme genutzt elektrischer Strom. Um Beton mit elektrischem Strom zu versorgen, werden verschiedene Arten von Elektroden verwendet: Platten-, Schnur-, Streifen- und Stabelektroden. Am effektivsten sind Plattenelektroden aus Dachstahl. Die Platten werden auf die Oberfläche der Schalung genäht, die in direktem Kontakt mit dem Beton steht, und mit gegenüberliegenden Phasen des Netzwerks verbunden. Zwischen gegenüberliegenden Elektroden findet ein Stromaustausch statt, der zu einer Erwärmung der gesamten Betonkonstruktion führt.
• Das Wesen der Kontakt- oder Leitungserwärmung besteht in der Nutzung der Wärme, die in einem Leiter beim Durchgang von elektrischem Strom durch ihn erzeugt wird. Durch die Kontaktmethode wird die Wärme auf alle Oberflächen des Betonelements übertragen. Von den Oberflächen aus breitet sich die Wärme in der gesamten Struktur aus.

Zur Kontakterwärmung von Beton werden thermoaktive flexible Beschichtungen oder thermoaktive Schalungen verwendet.

• Die Infrarot-Heizmethode basiert auf der Fähigkeit Infrarotstrahlen Wenn es vom Körper aufgenommen wird, verwandeln es sich in Wärmeenergie. Die Wärme vom Strahler zum erhitzten Körper wird sofort und ohne Verwendung eines Wärmeträgers übertragen. Als Generatoren Infrarotwellen Verwenden Sie Quarz- und röhrenförmige Metallstrahler. Infrarotheizung Wird zum Erhitzen von Bewehrungen, gefrorenen Betonoberflächen und zum Wärmeschutz der verlegten Betonmischung verwendet.
• Bei der Induktionserwärmung wird die freigesetzte Wärme genutzt Stahlschalung oder Verstärkungsteile und Produkte, die sich im elektromagnetischen Feld der Induktorspule befinden. Mit dieser Methode werden bereits hergestellte Betonkonstruktionen bei jeder Umgebungstemperatur und in jeder Schalung erwärmt.

GD-Sternebewertung
ein WordPress-Bewertungssystem

Betonieren im Winter: Methoden, Merkmale, Notwendige Maßnahmen , 4,8 von 5 – Gesamtstimmen: 32

Auszüge aus SNiP zum Thema Betonarbeiten im Winter: Transport, Betonmischung verlegen, Beton im Winter bei Minusgraden gießen.

SNiP. HERSTELLUNG VON BETONWERKEN BEI NEGATIVEN LUFTTEMPERATUREN

2,53. Diese Regeln werden während der Zeit der Betonarbeiten eingehalten, wenn die erwartete durchschnittliche tägliche Außenlufttemperatur unter 5 °C und die minimale Tagestemperatur unter 0 °C liegt.

2,54. Die Herstellung der Betonmischung sollte in beheizten Betonmischanlagen unter Verwendung von erhitztem Wasser, aufgetauten oder erhitzten Zuschlagstoffen erfolgen, um sicherzustellen, dass eine Betonmischung mit einer Temperatur hergestellt wird, die nicht niedriger ist als die rechnerisch erforderliche. Es dürfen unbeheizte Trockenzuschlagstoffe verwendet werden, die kein Eis auf den Körnern und gefrorene Klumpen enthalten. In diesem Fall sollte die Mischdauer der Betonmischung im Vergleich zu sommerlichen Bedingungen um mindestens 25 % verlängert werden.

2.55. Methoden und Transportmittel muss sicherstellen, dass die Temperatur der Betonmischung nicht unter den rechnerisch erforderlichen Wert sinkt.

2,56. Der Zustand des Untergrunds, auf den die Betonmischung aufgetragen wird, sowie die Temperatur des Untergrunds und die Art der Verlegung müssen ein Einfrieren der Mischung im Kontaktbereich mit dem Untergrund ausschließen. Beim Aushärten von Beton in einem Bauwerk mit einer Thermoskanne, beim Vorwärmen der Betonmischung sowie bei der Verwendung von Beton mit Frostschutzzusätzen darf die Mischung auf einen unbeheizten, nicht wogenden Untergrund gelegt werden bzw alter Beton, wenn den Berechnungen zufolge während der berechneten Aushärtungszeit des Betons kein Gefrieren in der Kontaktzone auftritt.

Bei Lufttemperaturen unter minus 10 °C sollte das Betonieren von dicht bewehrten Konstruktionen mit Bewehrung mit einem Durchmesser von mehr als 24 mm, Bewehrung aus starren Walzprofilen oder mit großen eingebetteten Metallteilen unter vorheriger Erwärmung des Metalls auf eine positive Temperatur erfolgen oder lokale Vibrationen der Mischung in den Bewehrungs- und Schalungsbereichen, mit Ausnahme der Fälle, in denen vorgewärmte Betonmischungen verlegt werden (bei einer Mischungstemperatur über 45 ° C). Die Rütteldauer der Betonmischung sollte im Vergleich zu sommerlichen Bedingungen um mindestens 25 % verlängert werden.

2,57. Beim Betonieren von Elementen von Rahmen- und Rahmenkonstruktionen in Bauwerken mit starrer Knotenkopplung (Stützen) ist die Notwendigkeit der Schaffung von Spannweitenabständen in Abhängigkeit von der Wärmebehandlungstemperatur unter Berücksichtigung der resultierenden Temperaturspannungen mit dem Planungsbetrieb abzustimmen . Unbehandelte Oberflächen von Bauwerken sollten mit Dampf bedeckt werden und Wärmedämmstoffe unmittelbar nach Abschluss der Betonierarbeiten.

Bewehrungsauslässe von Betonbauwerken müssen bis zu einer Höhe (Länge) von mindestens 0,5 m abgedeckt oder isoliert werden.

2.58. Vor dem Verlegen der Beton-(Mörtel-)Mischung Oberflächen vorgefertigter Fugenhohlräume Stahlbetonelemente muss von Schnee und Eis befreit werden.

2,59. Das Betonieren von Bauwerken auf Permafrostböden sollte gemäß SNiP II-18-76 erfolgen.

Eine Beschleunigung der Betonerhärtung beim Betonieren monolithischer Bohrpfähle und beim Einbetten von Bohrpfählen sollte durch die Zugabe komplexer Frostschutzzusätze in die Betonmischung erreicht werden, die die Gefrierfestigkeit von Beton mit Permafrostböden nicht verringern.

2,60. Auswahl einer Betonhärtungsmethode für das Winterbetonieren monolithische Strukturen sollten gemäß der empfohlenen Anlage 9 durchgeführt werden.

2.61. Kontrolle der Betonfestigkeit sollte in der Regel durch die Prüfung von Proben erfolgen, die am Ort des Einbaus der Betonmischung hergestellt werden. Kühl gelagerte Proben müssen vor der Prüfung 2–4 Stunden bei einer Temperatur von 15–20 °C aufbewahrt werden.

Die Festigkeit kann durch die Temperatur des Betons während seiner Aushärtung gesteuert werden.

2,62. Die Anforderungen für Arbeiten bei Minustemperaturen sind in der Tabelle aufgeführt. 6

6. Anforderungen an die Herstellung von Betonarbeiten bei Minustemperaturen.

Parameter	Parameterwert	Kontrolle (Methode, Volumen, Art der Registrierung)
Gießen Sie Beton bei Minustemperaturen.
1. Festigkeit von monolithischem Beton und vorgefertigte monolithische Strukturen zum Zeitpunkt des Einfrierens:		Messung nach GOST 18105-86, Arbeitsprotokoll
für Beton ohne Frostschutzzusätze:
Strukturen, die innerhalb von Gebäuden betrieben werden, Fundamente für Geräte, die keinen dynamischen Einflüssen unterliegen, unterirdische Strukturen	Nicht weniger als 5 MPa
Bauwerke, die im Betrieb atmosphärischen Einflüssen ausgesetzt sind, für die Klasse:	Nicht weniger, % der Konstruktionsfestigkeit:
B7,5-B10	50
B12,5-B25	40
B30 und höher	30
Bauwerke, die am Ende der Aushärtung in einem wassergesättigten Zustand abwechselnd gefrieren und auftauen oder sich in der saisonalen Auftauzone von Permafrostböden befinden und dem Einbringen von luftporenbildenden oder gasbildenden Tensiden in den Beton unterliegen	70
in vorgespannten Strukturen	80
für Beton mit Frostschutzzusätzen	Bis der Beton auf die Temperatur abgekühlt ist, für die die Zusatzstoffmenge ausgelegt ist, mindestens 20 % der Auslegungsfestigkeit
2. Laden von Strukturen Bemessungslast zulässig, nachdem der Beton seine Festigkeit erreicht hat	Mindestens 100 % Design	-
3. Temperatur der Wasser-Beton-Mischung am Auslass des Mischers, vorbereitet:		Messung, 2 mal pro Schicht, Arbeitsprotokoll
auf Portlandzement, Schlacken-Portlandzement, puzzolanischem Portlandzement der Qualitäten unter M600	Wasser nicht über 70 °C, Mischungen nicht über 35 °C
auf schnellhärtendem Portlandzement und Portlandzement der Sorte M600 und höher	Wasser nicht über 60°C, Mischung nicht über 30°C
auf aluminiumhaltigem Portlandzement	Wasser nicht über 40 °C, Mischungen nicht über 25 °C
Temperatur der in die Schalung eingebrachten Betonmischung zu Beginn der Aushärtung bzw. Wärmebehandlung:		Messung des Arbeitsprotokolls an den vom PPR festgelegten Stellen
mit der Thermosmethode	Durch Berechnung festgelegt, jedoch nicht unter 5°C
mit Frostschutzzusätzen	Nicht weniger als 5 °C über dem Gefrierpunkt der Mischlösung
während der Wärmebehandlung	Nicht unter 0 °C
5. Temperatur während der Aushärtung und Wärmebehandlung für Beton bei:	Rechnerisch ermittelt, jedoch nicht höher, °C:	Während der Wärmebehandlung – alle 2 Stunden während des Temperaturanstiegs oder am ersten Tag. In den nächsten drei Tagen und ohne Wärmebehandlung – mindestens 2 Mal pro Schicht. Der Rest der Haltedauer - einmal täglich
Portland-Zement	80
Schlacke Portlandzement	90
6. Twährend der Wärmebehandlung von Beton:		Messung alle 2 Stunden, Arbeitsprotokoll
für Strukturen mit Oberflächenmodul:	Nicht mehr als, °C/h:
bis zu 4	5
von 5 bis 10	10
St. 10	15
für Gelenke	20
7. Abkühlgeschwindigkeit des Betons am Ende der Wärmebehandlung für Strukturen mit Oberflächenmodul:		Aufmaß, Arbeitsprotokoll
bis zu 4	Durch Berechnung ermittelt
von 5 bis 10	Nicht mehr als 5°C/h
St. 10	Nicht mehr als 10°C/h
8. Der Temperaturunterschied zwischen den äußeren Beton- und Luftschichten beim Ausschalen mit einem Bewehrungskoeffizienten von bis zu 1 %, bis zu 3 % bzw. mehr als 3 % sollte für Bauwerke mit einem Oberflächenmodul betragen:		Dasselbe
von 2 bis 5	Nicht mehr als 20, 30, 40 °C
St. 5	Nicht mehr als 30, 40, 50 °C

„Winterbedingungen“ entstehen in einer im Bau befindlichen Anlage, in der ein erheblicher Teil der Arbeiten mit monolithischem Stahlbeton verbunden ist, und zwar viel früher, als der Winter laut Kalender einsetzt. Der Bau wird bald zum „Winter“. durchschnittliche Tagestemperaturen fallen auf +5 o C und nachts herrscht eine Temperatur von unter 0 o C.

Bei Minustemperaturen reagiert das Wasser im unausgehärteten Beton nicht mehr mit dem Zement und gefriert zu Eis. Die Intensität der Hydratationsprozesse nimmt stark ab und der Beton härtet nicht mehr aus. Gleichzeitig erhöht sich der Innendruck in der Dicke des Betons, was auf eine 9-prozentige Vergrößerung des zu Eis gewordenen Wasservolumens zurückzuführen ist. Wenn ein Betonguss einfriert, kommt es zu einem Einfrieren frühen Zeitpunkt Arbeiten (unmittelbar nach dem Betonieren) wird die Struktur des Stahlbetons vollständig gestört, da er den Gefrierprozessen des inneren Flüssigkeitsvolumens nicht standhalten kann. Wenn der Beton auftaut, wird das Eis wieder zu Wasser und der Hydratationsprozess wird aktiviert, die Betonstruktur wird jedoch nicht vollständig wiederhergestellt.

Wenn frisch verlegter Beton gefriert, bildet sich um sein inneres Verstärkungsgerüst und die Füllstoffkörner eine Eiskruste, die durch das einströmende Wasser aus den inneren Zonen des Betons weiter wächst hohe Temperatur. Jede Eiskruste erhöht nach und nach die Dicke der Wände und verdrängt den Zementleim vom Betonfüller und der Bewehrung, was die Festigkeitseigenschaften des Betons verringert und sich negativ auf seine Haltbarkeit auswirkt.

Wenn es dem Beton gelingt, vor dem Erstarren eine minimal ausreichende Festigkeit zu erreichen, kommt es in seiner Struktur nicht zu negativen Prozessen. Der Grad der Betonfestigkeit, bei dem niedrige Temperaturen keine Gefahr für ihn darstellen, wird als „kritisch“ bezeichnet.

Die Normen für die kritische Festigkeit von Beton beziehen sich auf seine Klasse, Art und Bedingungen, unter denen das Bauwerk betrieben wird. Bei Bauwerken aus Beton und Stahlbeton (nicht vorgespannte Bewehrung) sollte die kritische Festigkeit bei B7,5-B10 mindestens 50 %, bei B12,5-B25 mindestens 40 % der Bemessungsfestigkeit betragen 30 % für mehr als B30. Bei Betonkonstruktionen mit Spannbewehrung muss die kritische Festigkeit mindestens 80 % der Bemessungsfestigkeit betragen. Bei Betonkonstruktionen, die wechselnden Gefrier- und Auftauzyklen ausgesetzt sind, muss eine Festigkeit von 70 % erreicht werden. Belastete Strukturen müssen die volle Festigkeit von 100 % der Auslegungsfestigkeit erreichen, bevor sie Minustemperaturen ausgesetzt werden.

Die Dauer der Aushärtungszeit des Betons, in der die erforderlichen Festigkeitseigenschaften erreicht werden, hängt weitgehend davon ab Temperaturbedingungen An Baustelle. Je höher die Lufttemperatur, desto höher ist die Aktivität des Wasseranteils der Betonmischung – Reaktionsprozesse mit Zementklinker laufen schneller ab, was die innere Koagulation und die Bildung einer kristallinen Struktur beschleunigt. Dementsprechend führt ein Temperaturabfall zu einer Verlangsamung dieser Prozesse.

Betonarbeiten im Winter müssen unter künstlich geschaffenen Bedingungen in Bezug auf Temperatur und Luftfeuchtigkeit durchgeführt werden, um eine Aushärtung des Betons auf die kritische oder Sollfestigkeit in kürzerer Zeit und zu geringeren Kosten zu erreichen. Um die gewünschten Ergebnisse zu erzielen, verwenden Sie spezielle Technologien Mischen, Anlieferung zur Baustelle und anschließendes Aushärten des Betons.

Vorwärmen der Betonmischung

Bei der Herstellung einer Betonmischung bei niedrigen Temperaturen wird diese durch Vorwärmen der Komponenten auf 35–40 °C erhitzt. Wasser wird in Kesseln auf eine Temperatur von 90 °C und der Füllstoff in Fässern auf bis zu 60 °C erhitzt o C mit Dampf, Rauchgasen und Heißwasser. Es ist strengstens verboten, Zement zu erhitzen.
Künstlich erhitzte Betonmischung für eine „Winter“-Baustelle wird anders vorbereitet als in der warmen Jahreszeit. Wenn im Sommer die trockenen Bestandteile der Mischung gleichzeitig in den Mischtrichter geladen werden, in den zuvor Wasser eingefüllt wurde, ist die Reihenfolge im Winter wie folgt: Zuerst wird Wasser eingefüllt und große Anteile des Füllstoffs ausgegossen. Wenn die Mischtrommel mehrere Umdrehungen macht, werden Zement und Sand hineingefüllt. Das Ignorieren dieser Aktionsfolge führt zum „Verschweißen“ des Zements.

Die Mischdauer der Betonmischung bei Minustemperaturen muss im Vergleich zur „Sommer“-Mischzeit um das 1,2- bis 1,5-fache verlängert werden. Transport Fertigbeton wird in einem beheizten, isolierten und geschlossenen Behälter durchgeführt, sei es eine Wanne oder die Karosserie eines Autos. Auf diese Weise wird eine Erwärmung der Fahrzeugkarosserie gewährleistet – sie ist doppelt ausgeführt, die Abgase des Motors werden in den so entstandenen Hohlraum geleitet, wodurch der Wärmeverlust reduziert wird. Die Förderung der Betonmischung muss mit der höchstmöglichen Geschwindigkeit und ohne zwischenzeitliche Überlastungen erfolgen. Die Bereiche, in denen die Betonmischung geladen und entladen wird, müssen vor Wind geschützt werden und die Mittel, durch die der Beton zugeführt wird (Stämme), müssen isoliert werden.

Vorbereitung der Betonarbeiten im Winter

Der Beton sollte auf einem Untergrund verlegt werden, dessen Zustand ein Einfrieren der Mischung entlang der Verbindungslinie mit diesem sowie die Möglichkeit einer Verformung durch Bodenauftrieb vollständig ausschließt. Zu diesem Zweck wird der Boden des Betonierbereichs erhitzt, bis er eine positive Temperatur erreicht, und nach dem Einbringen der Mischung wird verhindert, dass er gefriert, bis der Beton eine kritische Festigkeit erreicht.

Unmittelbar vor Beginn der Betonierarbeiten werden Schalung und Bewehrung von Eis gereinigt und Schneemassen. Wenn der Durchmesser der Bewehrung 25 mm übersteigt, sie aus starrem Profilstahl besteht oder in Metall eingebettete Elemente von erheblicher Größe enthält, sollte die Bewehrung bei Minustemperaturen unter -10 °C erwärmt werden.

Betoniervorgänge unter winterlichen Bedingungen werden schnell und kontinuierlich durchgeführt – jede darunter liegende Betonschicht sollte mit einer neuen bedeckt werden, bevor ihre Temperatur unter den berechneten Wert fällt.

Moderne Technologien zur Durchführung von Betonarbeiten im Winter machen es möglich, dies zu erreichen Gute Qualität Baustrukturen zu einem optimalen Kostenniveau. Herkömmlicherweise werden sie in drei Gruppen eingeteilt:

• „Thermos“-Technologie, die auf der Erhaltung der anfänglichen Wärme der Mischung basiert, die während des Vorbereitungsprozesses oder vor dem Verlegen auf der Baustelle erhitzt wird, sowie auf der Nutzung der Wärmefreisetzung, die aus der Reaktion von Zement mit Wasser während der Betonaushärtung resultiert;
• Technologie zur künstlichen Erwärmung der Betonmischung nach dem Einbringen in das Bauwerk;
• Technologie zur chemischen Reduzierung des Gefrierpunkts von Wasser in einer Betonmischung und zur Erhöhung der Reaktionsgeschwindigkeit von Zement.

Abhängig von der Situation auf der Baustelle können die oben genannten Methoden zur Tieftemperaturhaltung des Betons in Kombination angewendet werden. Die endgültige Entscheidung für eine der Technologien hängt von der Art des Bauwerks und seinen Abmessungen, der Art des Betons, seiner Zusammensetzung und der konstruktiven Festigkeit, die es erreichen muss, den örtlichen klimatischen Bedingungen zum Zeitpunkt der Arbeiten und den Energiekapazitäten zum Zeitpunkt der Arbeiten ab Baustelle usw.

Betonarbeiten im Winter und „Thermos“-Technologie

Sein Kern besteht darin, eine Betonmischung mit einer Temperatur im Bereich von 15 bis 30 °C in eine isolierte Schalung einzubringen. Dadurch wird sichergestellt, dass der Beton aufgrund seiner anfänglichen Wärmeenergie und der exothermen Reaktion des Zements eine ausreichende Festigkeit erhält, die ein vorzeitiges Einfrieren der Betonstruktur verhindert. Die durch exotherme Reaktionen erzeugte Wärmemenge hängt von der Haltetemperatur und der Art des in der Mischung verwendeten Zements ab.

Die besten Daten zur Wärmeabgabe zeigen Portlandzemente hoher Qualität und mit schneller Aushärtung. Die Wärmespeicherung im Beton hängt maßgeblich von der Exotherme ab, daher sollten Betonarbeiten mit der „Thermos“-Technologie mit Mischungen aus schnell erhärtenden und stark exothermen Portlandzementen durchgeführt werden, die mit künstlich erhöhter Anfangstemperatur in einer gut isolierten Struktur verlegt werden.

Verwendung spezieller chemischer Zusatzstoffe. Einige Chemikalien – Kali K 2 CO 3, Calciumchlorid CaCL, Natriumnitrat NaNO 3 usw. – erhöhen die Aushärtungsgeschwindigkeit, wenn sie in kleinen Mengen, in der Regel nicht mehr als 2 % der Zementmenge, in den Beton eingebracht werden von Beton in der Anfangsphase der Aushärtung. Wenn beispielsweise Calciumchlorid in einer Menge von 2 Gew.-% des Zements eingebracht wird, bietet es nach 2,5 Tagen ab dem Zeitpunkt der Verlegung im Bauwerk eine 1,6-fache Betonfestigkeit im Vergleich zu Beton mit identischer Zusammensetzung, jedoch ohne Beton ein besonderer Zusatzstoff. Chemische Zusätze sorgen zudem für eine Verschiebung des Gefrierpunkts von Wasser auf -3 °C, was eine Verlängerung der Abkühlzeit des Betons und damit einen größeren Festigkeitsgewinn ermöglicht. Es werden detailliertere Informationen zu Methoden zur chemischen Verbesserung der Eigenschaften von Beton für den Winterbau offengelegt.

Herstellung von Betonmischungen, einschließlich chemische Zusätze wird mit heißem Wasser und erhitzten Füllkörnern durchgeführt. Bei der Entnahme aus dem Mischer hat dieser Beton unmittelbar vor dem Einbringen üblicherweise eine Temperatur von 25 bis 35 °C, seine Temperatur sinkt auf etwa 20 °C. Chemisch modifizierter Beton wird in ein Bauwerk eingebracht Außentemperatur Luft von -15 bis -20 o C, nach dem Einlegen in die isolierte Schalung werden eine oder zwei Lagen Wärmedämmung darauf gelegt. Die Aushärtung der Betonstruktur erfolgt durch den „Thermos“-Effekt bei gleichzeitiger Einwirkung dosierter chemischer Komponenten. Die Technologie des „Thermos“-Betonierens ist zusammen mit der Verwendung von Chemikalien einfach und relativ kostengünstig und kann zur Herstellung einer Struktur mit einem Oberflächenmodul (Mp) von weniger als fünf verwendet werden.

Betonieren im „Heiß-Thermos“-Verfahren. Es basiert auf der schnellen Erwärmung des Betons auf 60–80 °C und der Verdichtung der Mischung im Bauwerk vor dem Abkühlen. Anschließend wird die Betonmischung mit der „Thermos“-Technologie gealtert oder während der Zeit des Erreichens der kritischen Festigkeit zusätzlich erhitzt.

Auf einer Baustelle wird die Betonmischung am häufigsten mit elektrischem Strom erhitzt – darin werden Elektroden platziert und Wechselstrom zugeführt, die Erwärmung erfolgt aufgrund des Widerstands des Betons. Die pro Zeiteinheit erzeugte Leistung und Menge an Wärmeenergie ist direkt proportional zur Spannung an den Elektroden und umgekehrt proportional zum ohmschen Widerstand der Mischung. In diesem Fall hängt die Intensität des ohmschen Widerstands von den Flächenabmessungen der Elektroden, dem Abstand zwischen ihnen und dem spezifischen ohmschen Widerstand der Betonmischung ab.

Die elektrische Erwärmung der Betonmischung erfolgt bei einem Strom von 380 V, in selteneren Fällen bei 220 V. Um diesen Betrieb sicherzustellen, ist die Baustelle mit einer Umspannstation, einem Verteilerfeld und einem Schaltfeld ausgestattet. Die Mischung wird in einem Eimer oder direkt auf der Ladefläche eines Muldenkippers erhitzt. Die erste Methode wird in der folgenden Reihenfolge durchgeführt: Die im Betonwerk hergestellte Mischung wird mit einem Fahrzeug zur Baustelle transportiert, spezielle mit Elektroden ausgestattete Eimer werden beladen, auf eine Temperatur von 70–80 °C erhitzt und dann hineingegeben Schalung vor Ort funktioniert In der Regel werden Wannenschuhe verwendet, die mit drei 5-mm-Stahlelektroden ausgestattet sind und über Kabelanschlüsse an das Stromnetz angeschlossen werden. Um eine gleichmäßige Verteilung des Betons im Elektrokübel zu gewährleisten und auch das weitere Entladen zu erleichtern, ist am Körper des Kübels ein Rüttler montiert.

Bei der zweiten Methode kommt ein Muldenkipper, dessen Aufbau eine Betonmischung enthält, auf der Baustelle an und fährt zur Heizstation – sein Aufbau befindet sich genau unter dem Elektrodenrahmen. Die Vibrationsanlage wird aktiviert, dann werden Elektroden in den im Körper enthaltenen Beton eingeführt und mit elektrischem Strom versorgt. Die Mischung wird 10–15 Minuten lang erhitzt und dabei auf 60 °C (gilt für schnellhärtende Portlandzemente), bis zu 70 °C für Portlandzemente und bis zu 80 °C für Schlacke-Portlandzemente erhitzt.

Zu schnell und extrem kurzfristig Um den Beton auf die erforderliche Temperatur zu erhitzen, ist es wichtig, den Standort mit hoher elektrischer Leistung zu versorgen. Wenn Sie beispielsweise einen Kubikmeter Betonmischung 15 Minuten lang auf 60 °C erhitzen, sind 240 kW erforderlich, und für eine schnellere 10-minütige Erwärmung auf die gleiche Temperatur sind 360 kW erforderlich.

Der nächste Teil des Artikels widmet sich dem Erhitzen der in die Struktur eingelegten Mischung.

Es empfiehlt sich, Betonarbeiten 24 Stunden lang bei einer Außentemperatur über +5°C durchzuführen. Aber dann kam der ganze Bau Klimabedingungen Die meisten Gebiete unseres Landes würden für mehr als sechs Monate stillgelegt. Um das Betonieren unter winterlichen Bedingungen zu ermöglichen, wurden verschiedene Methoden entwickelt und in die Praxis umgesetzt: Diese sind:

• Die Verwendung spezieller Zusätze, die den Gefrierpunkt von Wasser senken. Am meisten bekannter Zusatzstoff - Salz.
• Anwendung von beheizter Schalung.
• Vorbereitung der Betonmischung mit heißem Wasser.
• Verwendung hochwertiger schnellhärtender Zemente;
• Aufwärmen Betonmasse nach dem Formen.

Alle diese Methoden können beim Betonieren im Winter einzeln oder in Kombination eingesetzt werden.

Was passiert mit Beton bei Minustemperaturen?

Wenn die Betonmischung unter normalen Temperatur- und Feuchtigkeitsbedingungen aushärtet, interagiert Wasser mit Zement, Sand und Schotter und fördert so deren starke Haftung aneinander. Das Ergebnis ist ein Monolith mit hohen Festigkeitseigenschaften. Wenn Sie das Wasser in der Betonmischung gefrieren lassen, tritt der gegenteilige, zerstörerische Effekt ein.

Bei niedrigen Temperaturen dehnt sich der Wasseranteil aus und vergrößert sein Volumen, wodurch die Masse locker wird. A Hauptelement Beton – Zement – ​​verliert seine Eigenschaften. Darüber hinaus entstehen durch gefrorenes Wasser Hohlräume um die Teile des Verstärkungsrahmens, wodurch die Integrität der Struktur beeinträchtigt wird. Nach dem Auftauen kann sich die Betonmasse nicht mehr erholen notwendige Eigenschaften. Das ist für jedes Bauwerk schlecht, aber wenn es um Fundamente geht, ist dieser Zustand katastrophal. Ist es also möglich, im Winter Beton zu gießen? Unerwünscht, aber akzeptabel, wenn es befolgt wird bestimmte Regeln und SNiP-Anforderungen für die Implementierung Bauarbeiten bei niedrigen Außentemperaturen.

In der praktischen Forschung wurde für verschiedene Betonsorten eine Grenzfestigkeit festgelegt, nach der das Einfrieren für ihn nicht mehr kritisch ist. Der Festigkeitsverlust in der fertigen Form beträgt in diesem Fall maximal 6 %.

Zusatzstoffe, die die Frostbeständigkeit von Beton erhöhen

Betonarbeiten im Winter sollten unter Zugabe spezieller Frostschutzzusätze zur Betonmischung durchgeführt werden. Sie tragen dazu bei, 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;
• Ligninsulfonat.

Alle diese Zusatzstoffe werden in kleinen Dosen in die Betonmischung eingebracht. 1-2 % des Zementgewichts reichen aus, damit Winterbeton die gewünschten Eigenschaften erhält.

Zusätzlich zu ihrem Hauptzweck verbessern Frostschutzzusätze die Festigkeitseigenschaften des Materials, erhöhen seine Dichte und wirken sich positiv auf die Haltbarkeit der Struktur aus.

Vorbereitung der Betonmischung im Winter

Neben dem Einsatz von Frostschutzzusätzen wird auch im Winter betoniert warme Komposition. Die Temperatur der Betonmischung muss auf 35-40 Grad gebracht werden. Dazu werden Wasser und kleine und große Zuschlagstoffe erhitzt. Zement kann grundsätzlich nicht erhitzt werden, er muss jedoch in einem warmen Raum gelagert werden.

Ideal ist es, wenn auf der Baustelle ein elektrisch beheizter Betonmischer vorhanden ist, da nur im Winter warmer Beton gegossen werden muss. Ein normaler Rührer wird erhitzt, indem sehr heißes Wasser hindurchgewirbelt wird. IN kalte Periode Jahr weicht das Verfahren zur Herstellung der Betonmischung vom Üblichen ab:

• Zuerst in einen Betonmischer gießen heißes Wasser mit darin gelösten Zusatzstoffen;
• erhitzte Zuschlagstoffe werden gegossen;
• Das Erhitzen von Sand und Schotter kann mit heißer Luft mithilfe eines Kompressors oder in speziellen Öfen erfolgen.
• nach dem Mischen wird Zement hinzugefügt;
• Die Mischzeit der Betonmischung verlängert sich im Vergleich zum üblichen Zeitrahmen um etwa die Hälfte.

Die fertige Mischung wird in eine vorbereitete Schalung gegossen. Zuvor ist es notwendig, mögliches Eis zu entfernen und den Verstärkungsrahmen auf beliebige Weise aufzuwärmen: tragbare Kohlenbecken mit Brennstoff, Heißluftpistolen, Strom.

Das Betonieren im Winter muss kontinuierlich erfolgen, um eine stabile und gleichmäßige Struktur zu gewährleisten. Der Zeitabstand zwischen dem Gießen einzelner Portionen der Betonmischung sollte so sein, dass Temperaturen unter Null Ich hatte keine Zeit, den vorherigen Teil zu beeinflussen. Der geformte Teil der Struktur muss sofort mit wärmedämmenden Materialien und PVC-Folie abgedeckt werden.

Beton im Winter pflegen

Bei Arbeiten im Winter ist die Verwendung einer heißen Lösung und der Einsatz von Frostschutzzusätzen sehr wichtig. Aber nicht weniger wichtig ist es, die Aushärtungsbedingungen und die entsprechende Pflege des Betons im Winter kompetent zu organisieren. Zur Verlängerung der Abkühlzeit fertiges Design Benutze irgendeins geeignete Materialien: Folie, Heu, Stroh, Wärmedämmmatten.

Eine hervorragende Wirkung wird durch den Einsatz von verlorener Schalung aus Polystyrolschaum erzielt. Es trägt dazu bei, dass die Betonmasse gleichmäßig reift, ohne zu gefrieren, und nachdem der Beton seine Sollfestigkeit erreicht hat, dient es als hochwertige Wärmedämmung und schützt ihn vor Kälte schädliche Auswirkungen Umfeld.

IN industrielle Bedingungen und auf Großbaustellen kommt eine andere Methode zum Einsatz: Elektroheizung. Das Vergnügen ist nicht billig, aber sehr effektiv. Die elektrische Beheizung kann auf zwei Arten erfolgen: durch Anschließen der Elektroden an den Bewehrungsrahmen oder durch Einbringen in die Betonmasse.

Zur Steuerung des Prozesses werden spezielle automatische Geräte mit Sensoren eingesetzt. Wenn keine vorhanden sind, erfolgt die Arbeit manuell durch regelmäßiges Messen der Temperatur und Ein-/Ausschalten der Elektroden, wenn die Temperatur +30 °C erreicht.

Zur Erwärmung der Betonmasse mittels Strom werden folgende Mittel eingesetzt:

• PNSV-Draht, bestehend aus einem Stahlstab und einer Polyvinylchlorid-Isolierung. Der Querschnitt kann 1 bis 6 mm betragen. Anwendbar für elektrische Netzwerke Mit Wechselstrom bis 380 V oder konstant - bis 1000 V. Es wird als Heizelement für die Betonhärtung im Winter über einen Abwärtstransformator verwendet.
• Die VET-Kabel des finnischen Herstellers und die KDBS des russischen Herstellers wurden speziell für den Einsatz entwickelt Baugewerbe um die Aushärtungszeit von Beton zu beschleunigen. Bemerkenswert ist, dass für die Verwendung dieser Kabel keine Transformatoren erforderlich sind; sie werden mit einer normalen Haushaltsstromversorgung von 220 V betrieben.

Ein Heizkabel der ausgewählten Marke und der berechneten Leistung wird mit einer ungefähren Steigung von 250–300 mm um den Verstärkungsrahmen gewickelt. Innerhalb der Struktur sollten die Drähte nicht überlappen oder stark durchhängen und auch nicht tiefer als 200 mm verlegt werden. Handelt es sich nicht um ein freistehendes Element, das mit einer Betonmischung ausgegossen werden soll, sondern um eines, das mit einem bestehenden Teil verbunden wird, muss mit der Verlegung des Drahtes an der Verbindungsstelle begonnen werden.

Für eine Quadratmeter Normalerweise werden etwa 4 m Draht verbraucht. Diese Menge wurde experimentell ermittelt, basierend auf der Berechnung, dass zum Erhitzen von 1 m3 Beton 0,4–1,5 kW Leistung benötigt werden. Die Ermittlung des genauen Werts wird von der Dicke des Produkts, der Art der Schalung, den Eigenschaften und der Zusammensetzung der Betonmischung selbst beeinflusst. Zur Befestigung der Kabel wird Strickverstärkungsdraht verwendet.

Der Anschluss an das Netz oder den Transformator erfolgt nach Abschluss des gesamten Formungskomplexes. In diesem Fall muss eine Beschädigung der Heizkabel vollständig ausgeschlossen werden.