Turnarea betonului la temperaturi negative: secretele tehnologiei de betonare de iarnă. Totul despre caracteristicile construcției fundației la temperaturi scăzute

Se poate turna beton iarna?

Pozna de frig din timpul iernii provoacă serioase neplăceri constructorilor atunci când desfășoară activități legate de betonare. Apa care face parte din soluție se transformă în gheață când este răcită, crescând în volum. Monolitul își pierde rezistența și se acoperă cu o rețea de fisuri. În același timp, turnarea betonului în timpul iernii este posibilă datorită metodelor speciale de betonare. Sunt folosite cu succes de constructori profesioniști și meșteri privați. Să luăm în considerare în detaliu specificul betonării în timpul construcției de iarnă.

Lucrări de beton în timpul iernii - caracteristici de performanță

Este dificil să numim lunile de iarnă o perioadă favorabilă pentru betonarea structurilor monolitice, turnarea fundațiilor și formarea suporturilor forate. Acest lucru se datorează cristalizării apei. Îngreunează procesul de hidratare să formeze legături puternice la nivel molecular. Odată cu expansiunea apei ca urmare a cristalizării, porozitatea crește, caracteristicile de rezistență scad, iar masivul se crapă.

Pentru ca betonul de iarna sa fie rezistent este necesar sa se creeze conditii sau aditivi pentru maturarea lui.

După betonare au loc următoarele procese:

apucând. Durata acestei etape nu este mai mare de 24 de ore, timp în care se realizează trecerea de la starea lichidă la cea solidă. Caracteristicile de rezistență sunt destul de scăzute;
întărire. Acesta este un proces pe termen lung, în urma căruia caracteristicile de performanță sunt dobândite pe parcursul unei luni. Acestea depind de marca soluției, modificatorii introduși, precum și de temperatura ambiantă.

O serie de dezvoltatori sunt interesați de temperatura la care poate fi turnat betonul iarna. Experții consideră că cursul normal al proceselor de priză și atingerea rezistenței maxime are loc la temperaturi de la plus 3 la plus 5 grade Celsius. În același timp, viteza de întărire este direct proporțională cu temperatura și crește atunci când se utilizează grade mai mari de ciment Portland.

Procesul de hidratare în cursul normal al procesului de întărire este următorul:

la suprafață se formează un strat subțire de hidrosilicat de sodiu;
boabele de ciment absorb treptat apa, legând toate componentele amestecului;
straturile exterioare ale masivului devin mai dense atunci când apa se evaporă din soluție;
procesul de întărire intră treptat în adâncimea masivului;
concentrația de umiditate este redusă până la atingerea rezistenței operaționale.

Răspunzând la întrebarea, la ce temperatură îngheață betonul, vă informăm că procesul de hidratare poate decurge doar la o temperatură pozitivă. Formarea cristalelor de gheață face dificilă legarea componentelor amestecului de beton. În timpul hidratării, soluția se încălzește. Acest lucru permite, printr-o ușoară temperatură de frig, să se efectueze lucrări de beton, cu condiția să se utilizeze cofraje de economisire a căldurii sau covorașe speciale.

În primul rând, trebuie să alegeți cimentul potrivit pentru betonarea fundației de iarnă.

La betonarea în timpul iernii, se folosesc diferite metode pentru a modifica pragul de îngheț și pentru a scurta timpul de priză:

se introduc aditivi modificatori pentru a scădea pragul de cristalizare. Experții stabilesc individual câtă sare ar trebui adăugată betonului în timpul iernii, precum și în ce proporții să adăugați modificatori;
încălziți soluția folosind diverse metode. Alegerea opțiunii optime pentru încălzirea soluției de beton se realizează în funcție de specificul lucrării și de nivelul costurilor pentru implementarea metodei selectate;
în compoziţia soluţiei de beton se folosesc clase superioare de ciment Portland. Un astfel de ciment atinge rezistența necesară pentru funcționare într-un timp mai scurt și absoarbe intens umiditatea.

Să ne oprim în detaliu asupra nuanțelor turnării betonului în timpul iernii.

Turnarea betonului iarna - avantajele betonării de iarnă

Efectuarea lucrărilor la temperaturi de îngheț are anumite avantaje:

permite turnarea pe soluri afânate. Pe astfel de soluri, este problematic să se efectueze lucrări de pământ în perioada caldă, deoarece solul se prăbușește. Creșterea durității solului în timpul înghețului facilitează efectuarea lucrărilor;

Pentru frământare iarna se folosește apă fierbinte și umplutură încălzită. Cimentul nu trebuie încălzit

reduce semnificativ costul estimat al lucrării. Acest lucru se realizează prin reducerea costului materialelor de construcție în timpul iernii. Reducerile de sezon pot ajuta la menținerea costurilor scăzute;
asigură o reducere a calendarului activităților de construcție. În condiții naturale nefavorabile, constructorii sunt nevoiți să lucreze mai repede, ceea ce face posibilă realizarea construcției într-un ritm accelerat.

În plus, sunt posibile situații când obiectul de construcție este situat într-o zonă climatică rece, iar betonarea de iarnă este singura soluție posibilă.

Este posibil să turnați beton în timpul iernii - puncte problematice

O serie de dezvoltatori consideră că este recomandabil să se abțină de la betonarea de iarnă și să finalizeze întregul domeniu de activitate odată cu debutul lunilor calde.

Acestea sunt ghidate de următoarele considerații:

achiziționarea de material achiziționat care conține aditivi antigel va crește costul;
crearea de condiții speciale pentru pozare și utilizarea metodelor de încălzire va atrage costuri suplimentare;
lungimea redusă a zilei de iarnă va necesita finanțare suplimentară legată de iluminarea șantierului și izolarea termică a cabinelor;
utilizarea metodelor complexe de încălzire va necesita implicarea specialiștilor și utilizarea echipamentelor speciale;
cu o scădere semnificativă a temperaturii, va dura mai mult timp pentru a câștiga putere operațională;
cea mai mică abatere de la tehnologia dovedită și o schimbare bruscă a condițiilor meteorologice sunt motivele pentru o fragilitate crescută.

Odată cu amestecarea de iarnă a soluției, ordinea de așezare a componentelor se schimbă: se toarnă apă, se toarnă piatră zdrobită și nisip.

După analizarea complexului de puncte problematice, putem concluziona că există o probabilitate mare de a obține beton de calitate scăzută și o creștere bruscă a nivelului total al costurilor.

Metode aplicate de betonare de iarnă

Când se efectuează măsuri concrete iarna, se folosesc următoarele metode:

creșterea temperaturii amestecului de beton, datorită utilizării apei preîncălzite;
menținerea aditivilor plastifianți și a modificatorilor care reduc semnificativ pragul de îngheț al apei;
ridicarea temperaturii soluției prin metode speciale de încălzire electrică și infraroșu.

Să ne oprim în detaliu asupra caracteristicilor fiecărei tehnici.

Turnarea betonului iarna acasă

Această metodă implică încălzirea amestecului în diferite moduri:

adăugarea în soluție de apă fierbinte încălzită la 70–80 de grade Celsius;
introducerea unui material de umplutură preîncălzit cu un pistol termic;
încălzirea soluției de beton într-un malaxor încălzit din lateral.

Utilizarea unui amestec încălzit este cea mai simplă metodă folosită pentru turnarea pe timp de iarnă. Conditii de utilizare a acestei tehnologii:

executarea unor volume nesemnificative de lucru;
betonare în mediu casnic;
ușoară pușcă de frig noaptea.

O altă modalitate de turnare a betonului la temperaturi scăzute este utilizarea substanțelor chimice

Pentru a obține efectul dorit, trebuie respectate următoarele reguli:

utilizați ciment Portland de calitate M400 și mai mare;
introduceți plastifianți care accelerează procesul de întărire;
nu depășiți temperatura maximă admisă de încălzire a apei.

Secvențiere:

Turnați apă la 80 de grade Celsius în betoniera.
Completați umplutura și șlefuiți, respectând proporțiile necesare.
Introduceți cimentul Portland ca liant.
Adăugați aditivi speciali care accelerează întărirea soluției.
Se amestecă ingredientele până la consistența dorită și se toarnă.

După betonare, materialul trebuie compactat cu un vibrator și protejat de răcire cu material termoizolant.

Este posibil să adăugați sare în beton iarna și modificarea aditivilor

Introducerea plastifianților speciali reduce nivelul de îngheț al apei. În acest caz, hidratarea se va efectua conform schemei standard, în ciuda temperaturii ambientale scăzute.

Cel mai comun aditiv care mărește „rezistența la îngheț” a betonului și accelerează întărirea acestuia este clorura de calciu.

Alături de formulările gata preparate care pot fi achiziționate în magazine, se folosesc următoarele ingrediente:

clorura de calciu:
potasă;
clorura de sodiu;
nitrat de sodiu.

O serie de dezvoltatori adaugă sare (clorură de sodiu), ceea ce face posibilă reducerea ușoară a pragului de îngheț, dar nu garantează păstrarea proprietăților betonului. Experții recomandă utilizarea modificatorilor disponibili comercial și nu experimentarea cu aditivi disponibili.

Este posibil să turnați beton în timpul iernii în moduri complexe din punct de vedere tehnic?

În industria construcțiilor, pentru betonarea de iarnă se folosesc următoarele metode progresive:

instalarea învelișului izolator, care servește ca termos și este construit în jurul cofrajului;
așezarea unui cablu de încălzire, care este conectat la un transformator și încălzește matricea;
utilizare pentru încălzirea electrozilor înfipți în beton, cărora li se aplică tensiune;
încălzire cu radiatoare cu infraroșu care afectează direct masa betonului;
încălzirea prin inducție a matricei, în care câmpul magnetic este convertit în energie termică.

Utilizarea acestor tehnici necesită calcule preliminare, utilizarea unor echipamente speciale și calificări înalte.

Concluzie

Atunci când decideți cu privire la oportunitatea plasării betonului în timpul iernii, ar trebui să analizați cu atenție modul în care se va desfășura procesul de turnare, precum și să evaluați nivelul general al costurilor. Dacă este posibil, merită amânarea betonării de iarnă pentru sezonul cald.

În condiții de iarnă (temperatura medie zilnică a aerului exterior este sub + 5 ° C) apa liberă îngheață, ceea ce oprește procesul de hidratare a cimentului, creșterea acestuia în volum (până la 9%) distruge structura betonului. Acest lucru duce la faptul că după dezghețare, betonul nu mai poate câștiga rezistența de proiectare.

S-a stabilit că, dacă betonul câștigă 30 ... 50% din rezistența proiectată înainte de îngheț, atunci expunerea ulterioară la temperaturi scăzute nu afectează caracteristicile sale fizice și mecanice. Această valoare a puterii se numește critică. În funcție de gradul de beton, acesta este egal cu: 50% M - pentru M200, 40% M - pentru M300 și 30% M - pentru M400 și mai sus.

Metodele de iarnă de betonare, asigurând atingerea rezistenței critice de către beton, includ: încălzirea betonului în timpul pregătirii acestuia; întărirea betonului în cofraje izolate (metoda termos); introducerea de aditivi chimici în beton care reduc punctul de îngheț; efectul termic al încălzirii cofrajelor pe betonul proaspăt așezat; încălzire cu electrozi; efectul surselor de căldură cu infraroșu etc. Metodele tehnologice sunt selectate în funcție de eficiența economică, condițiile de betonare, tipul structurilor și caracteristicile betoanelor utilizate, disponibilitatea surselor de căldură ieftine.

La prepararea amestecurilor de beton, fabricile organizează încălzirea componentelor și amestecarea apei, procesul de preparare în sine se desfășoară într-o cameră izolată, care asigură producția amestecului de beton la o anumită temperatură. Pentru încălzirea nisipului și pietrișului se folosesc registre speciale, prin care trece apă sau abur încălzit la 90 ° C. Apa de amestecare este încălzită la o temperatură de 40 ... 80 ° C (în funcție de tipul de ciment), în principal cu abur în încălzitoarele de apă.

Amestecul de beton este transportat iarna în camioane de beton izolat, containere speciale, basculante cu caroserii încălzite cu gaze de eșapament. Corpul este acoperit cu prelată sau scuturi izolate, căzi și buncăre - cu capace izolate din lemn.

Betonarea de iarnă cu întărire neîncălzită a betonului se referă la metoda „termos”, care se bazează pe plasarea unui amestec de beton încălzit la o temperatură de 20 ... 80 ° C într-un cofraj izolat termic. Suprafețele expuse din beton protejează împotriva răcirii. Cantitatea de căldură introdusă în amestecul de beton și eliberată în timpul reacției exoterme a cimentului este suficientă pentru a obține rezistența critică a betonului.

Transportul unui amestec de beton încălzit la locul de betonare este însoțit de pierderi semnificative de căldură, o creștere a rigidității amestecului și o scădere a lucrabilității acestuia. Pentru a elimina aceste dezavantaje, este mai oportun să încălziți betonul direct la locul de muncă. Pentru aceasta se folosesc electrozi speciali, care sunt scufundați într-un amestec de beton situat în caroseria unui autobasculant sau într-un buncăr. Aplicând un curent electric de 380 V, amestecul este încălzit timp de 5 ... 10 minute la o temperatură de 75 ... 90 ° C.

În practică, metoda de tratare termică electrică a betonului este larg răspândită. Se bazează pe conversia energiei electrice în căldură direct în interiorul betonului sau în diferite tipuri de dispozitive electrice de încălzire. În construcții au fost stăpânite următoarele metode: încălzirea cu electrozi (încălzirea electrică în sine); încălzire într-un câmp electromagnetic (inducție); încălzire prin diverse dispozitive electrice de încălzire.

Metoda de încălzire a electrodului este împărțită în prin și periferică. La încălzire prin încălzire se folosesc electrozi cu tijă cu diametrul de până la 6 mm, așezându-i pe toată secțiunea, cu cadru și placă periferică - plutitoare, cusuți pe placă și șnur. În fiecare caz specific, calculați dispunerea electrozilor și tensiunea pe ei. Când betonul este încălzit, rata de creștere a temperaturii acestuia (8 ... 15 ° C / h) și timpul de încălzire izotermă sunt strict monitorizate.

Pentru încălzirea electrică de contact se folosesc diverse tipuri de cofraje de încălzire, care se împart în dure (lemn, metal) și moi (din prelată sau țesătură de azbest, cauciuc, plastic etc.). Cofrajul termoactiv se instalează cu plăci separate sau panouri mărite. Sursele de căldură din scuturi sunt încălzitoarele electrice cu tijă, tijă tubulară și tijă unghiulară, electrozi cu bandă, electrozi din sârmă sau folie presați într-o compoziție conductoare electric.

Pentru a încălzi betonul cu abur, în jurul structurii de beton este creată o așa-numită „cămașă de abur”, care asigură condițiile de temperatură și umiditate necesare pentru întărirea betonului. Temperatura de încălzire 70 ... 95 ° С.

Încălzirea betonului prin inducție are loc datorită degajării de căldură în timpul trecerii curenților turbionari în cofrajele metalice și în structură, care se află în câmpul electromagnetic al inductorului (bobină multi-turn), prin care un curent alternativ de frecvență industrială cu se trece o tensiune de 36 ... 120 V. Căldura de la armătură și cofrajele metalice este transferată în beton, o încălzește. Încălzirea prin inducție este utilizată în principal pentru tratarea termică a betonului structurilor de secțiune mică: stâlpi, grinzi, rosturi, structuri ridicate în cofraje glisante, urcatoare și mobile orizontale.

Sursele de încălzire cu raze infraroșii sunt elemente de încălzire cu o putere de 0,6 ... 1,2 kW, emițători cu tije ceramice cu un diametru de 6 ... 50 mm și o putere de 1 ... 10 kW, emițători tubulari de cuarț și alte mijloace. Emițătoarele cu infraroșu complete cu reflectoare sunt utilizate pentru încălzirea structurilor capacitive cu pereți subțiri, pregătirea betonului, rosturilor și unităților de monolit etc. În timpul încălzirii, temperatura de pe suprafața betonului nu trebuie să depășească 80 ... 90 ° C.

Utilizarea aditivilor chimici în beton scade punctul de îngheț al apei și astfel asigură întărirea betonului la temperaturi negative. Potasa (P), azotat de sodiu (NN), azotat de calciu (NK), un compus din azotat de calciu cu uree (NKM), azotat-nitrat de calciu (NNK), clorură de calciu (CC) cu clorură de sodiu (NN) sunt utilizate ca aditivi antigel, clorura de calciu (HC) cu nitrit de sodiu (NN), etc. Alegerea aditivilor antigel si cantitatea optima a acestora depind de tipul structurii de betonat, de gradul acesteia, de prezenta agentilor agresivi si de curenti vagabonzi. , și temperatura mediului ambiant.

Atunci când este necesar să se efectueze betonarea de iarnă, principala problemă este temperaturile ambientale scăzute, care duc la înghețarea materialelor de construcție. În consecință, tehnologia betonării în condiții de iarnă are ca scop prevenirea înghețului apei și a altor materiale.

Cerințele pentru betonarea de iarnă sunt determinate de SNiP 3.03.01, conform căruia condițiile de iarnă sunt considerate a fi temperaturi sub 5 ° C.

Caracteristicile betonării de iarnă

Există două motive importante care fac dificilă plasarea betonului iarna.

La temperaturi scăzute, procesul de hidratare a cimentului încetinește, ceea ce este motivul pentru creșterea timpului de întărire a betonului.

La o temperatură ambientală de 20 ° C, betonul câștigă aproximativ 70% din rezistența sa de proiectare într-o săptămână. Când temperatura scade la 5 ° C, va dura de 3-4 ori mai mult timp pentru a obține un astfel de nivel de rezistență.

Un alt proces nedorit este dezvoltarea forțelor interne de presiune care apar din cauza expansiunii apei înghețate. Acest fenomen duce la înmuierea betonului. În plus, din apa înghețată din jurul agregatelor se formează pelicule de gheață, rupând legătura dintre componentele amestecului.

Când apa îngheață în porii amestecului de întărire, se dezvoltă o presiune semnificativă, ceea ce duce la distrugerea structurii betonului imatur și la scăderea caracteristicilor de rezistență ale acestuia.

Scăderea rezistenței este cu atât mai semnificativă, cu atât apa a înghețat mai mult la o vârstă mai timpurie a betonului. Cea mai periculoasă este perioada de priză a amestecului de beton. Dacă amestecul îngheață imediat după așezarea lui în cofraj, atunci rezistența sa la temperaturi scăzute se va datora numai forțelor de îngheț. Pe măsură ce temperatura crește, procesul de hidratare a cimentului se va relua, dar rezistența unui astfel de beton va fi semnificativ inferioară caracteristicilor similare ale materialului care nu a fost înghețat.

Doar betonul care a câștigat deja o anumită valoare a rezistenței poate rezista la îngheț fără deteriorare structurală. Este important să respectați regula de amplasare continuă a betonului pentru a evita rosturile reci.

În construcțiile moderne, în practica mondială, cea mai comună metodă de betonare de iarnă, atunci când amestecul de beton este protejat de îngheț în timpul prizei sale și dobândind o anumită valoare a rezistenței, care se numește critică.

Sub valoarea critică a rezistenței betonului, se ia rezistența, care este egală cu 50% din marcă. În structurile critice, betonul este protejat de îngheț până la 70% din rezistența de proiectare.

În construcțiile moderne, în timpul iernii se folosesc mai multe metode de betonare:

utilizarea aditivilor anti-îngheț;
acoperirea amestecului de beton cu folie PVC și alte materiale de izolare;
incalzire electrica si infrarosu a betonului.

Indiferent de ceea ce construiești, întrebarea este,? Știm să alegem o marcă în funcție de tipul obiectului, încărcătura și natura solului.

Legea de bază a rezistenței betonului, descrisă, vă permite să planificați corect lucrările de construcție.

Cele mai populare amestecuri și componente de beton.

Aplicarea aditivilor antigel

Cea mai convenabilă din punct de vedere tehnologic și cea mai rentabilă metodă de realizare a betonării de iarnă este utilizarea aditivilor antigel. Această metodă neîncălzită este mult mai ieftină decât betonarea cu gard preliminar și izolarea structurii, încălzirea cu electricitate și raze infraroșii.

Modificatorii antigel pot fi utilizați singuri sau în combinație cu diferite metode de încălzire.

Toți aditivii existenți pentru beton „de iarnă” pot fi împărțiți în trei grupuri principale.

Prima grupă include aditivi care fie accelerează ușor, fie încetinesc ușor priza și întărirea amestecului. Reprezentanții acestei clase sunt electroliții puternici și slabi, neelectroliții și compușii de origine organică - uree și alcooli polihidroxici.
Al doilea grup include modificatori de clorură de calciu. Aceste substanțe au capacitatea de a accelera foarte mult procesele de priză și întărire și au proprietăți antigel semnificative.
Al treilea grup include substanțe care au proprietăți antigel slabe, dar sunt acceleratori puternici de priză și întărire cu o eliberare puternică de căldură imediat după turnare. Domeniul de aplicare al acestor aditivi este mic, dar sunt de interes științific. Acești aditivi includ sulfați trivalenți pe bază de aluminiu și fier.

Măsuri care cresc eficacitatea utilizării aditivilor antigel

Aditivii antigel joacă un rol important - activează procesele de întărire ale amestecului și scad punctul de îngheț al fazei lichide. Dar pentru a obține un rezultat eficient, împreună cu utilizarea modificatorilor, este necesar să se efectueze o serie de activități conexe.

Crearea de căldură internă în amestecul de beton este facilitată de preîncălzirea componentelor acestuia.
După terminarea așezării, suprafața betonului trebuie izolată cu covoare, care să păstreze căldura degajată ca urmare a reacției exoterme a cimentului și apei și să mențină condițiile propice întăririi.
În timpul iernii, este cel mai eficient să folosiți cimenturile Portland și cimenturile de înaltă calitate cu priză rapidă.

Când se face un amestec de beton din componente încălzite, se folosește o ordine diferită de încărcare a tuturor elementelor decât în condițiile tradiționale de vară, când toate componentele uscate sunt încărcate simultan într-un tambur de mixer umplut cu apă. În timpul iernii, pentru a evita prepararea berii cimentului, mai întâi se toarnă apă în tambur, apoi se toarnă agregat grosier, apoi tamburul este răsucit cu câteva ture și se toarnă nisip și ciment.

Durata de amestecare a componentelor în timpul iernii ar trebui mărită de aproximativ o dată și jumătate.

Amestecul trebuie transportat într-o mașină izolată cu fund dublu, unde sunt alimentate gazele de eșapament. Locurile de încărcare și descărcare a amestecului de beton trebuie izolate de efectele vântului, iar mijloacele de alimentare cu amestec trebuie izolate cu grijă.
Cofrajele și armăturile trebuie să fie lipsite de zăpadă și gheață, armăturile trebuie să fie încălzite la o temperatură pozitivă.
O condiție prealabilă pentru betonarea de iarnă este ritmul rapid de implementare a acestuia.

Metoda termosului

Din punct de vedere tehnologic, metoda „termos” se realizează prin plasarea unui amestec de temperatură pozitivă în cofrajul izolat. Betonul capătă rezistență datorită conținutului inițial de căldură și eliberării exoterme în timpul reacției de hidratare a cimentului.

Disiparea maximă a căldurii este asigurată de cimenturile Portland și cimenturile de înaltă calitate. Metoda „termos” este deosebit de eficientă în combinație cu aditivi antigel.

Betonarea prin metoda „termos fierbinte” constă în încălzirea pe termen scurt a amestecului la 60-80 0 С, compactarea în stare fierbinte și păstrarea într-un „termos” sau cu utilizarea încălzirii suplimentare.

În condițiile unui șantier, amestecul de beton este încălzit cu electrozi. Amestecul acționează ca o rezistență în circuitul de curent electric alternativ. Încălzirea electrică se realizează în caroserii autobasculantelor sau a căzilor.

Metode de încălzire artificială și încălzire a betonului

Esența acestei metode este de a crea și de a menține în continuare temperatura amestecului la valoarea maximă admisă până când betonul capătă rezistența necesară. Această metodă este folosită în cazurile în care metoda „termos” nu este suficientă.

Există mai multe opțiuni pentru a obține rezultatul dorit:

Semnificația fizică a încălzirii electrodului este similară cu metoda descrisă mai sus de încălzire cu electrozi a amestecului. În acest caz, se folosește căldură, care este eliberată de amestec atunci când trece un curent electric prin acesta. Pentru alimentarea betonului cu curent electric se folosesc electrozi de mai multe tipuri: placă, sfoară, bandă, tijă. Cei mai eficienți sunt electrozii plăci din oțel pentru acoperiș. Plăcile sunt cusute pe suprafața cofrajului în contact direct cu betonul și conectate la fazele opuse ale rețelei. Între electrozii opuși are loc un schimb de curent, în urma căruia întreaga structură de beton este încălzită.
Esența încălzirii prin contact sau conductoare este utilizarea căldurii generate în conductor în timpul trecerii curentului electric prin acesta. Căldura este transferată prin metoda contactului către toate suprafețele elementului de beton. De la suprafețe, căldura se răspândește în întreaga structură.

Pentru încălzirea prin contact a betonului, se folosesc acoperiri termoactive flexibile sau cofraje termoactive.

Metoda de încălzire în infraroșu se bazează pe capacitatea razelor infraroșii, atunci când sunt absorbite de organism, de a se transforma în energie termică. Căldura de la emițător către corpul încălzit se realizează instantaneu fără utilizarea unui purtător de căldură. Emițătorii de cuarț și metal tubular sunt utilizați ca generatoare de unde infraroșii. Încălzirea cu infraroșu este utilizată pentru încălzirea armăturii, a suprafețelor de beton înghețat, a protecției termice a amestecului de beton așezat.
Încălzirea prin inducție folosește căldura care este eliberată în cofrajele din oțel sau piesele de armare și produsele situate în câmpul electromagnetic al bobinei inductorului. Această metodă este utilizată pentru încălzirea structurilor din beton realizate anterior la orice temperatură ambientală și în orice cofraj.

Evaluare cu stele GD
un sistem de rating WordPress

Betonarea de iarnă: metode, caracteristici, măsuri necesare, 4,8 din 5 - total voturi: 32

„Condițiile de iarnă” sunt create la o instalație în construcție, unde o parte semnificativă a lucrării este legată de beton armat monolit, mult mai devreme decât debutul iernii conform calendarului. Construcția devine „iarnă” de îndată ce temperaturile medii zilnice scad la + 5 ° C și temperaturi sub 0 ° C apar noaptea.

În condiții de temperaturi sub zero, apa din compoziția betonului complet neîntărit încetează să reacționeze cu cimentul și îngheață, devenind gheață. Intensitatea proceselor de hidratare scade brusc, betonul încetează să se întărească. În același timp, presiunea internă se acumulează în beton, rezultată din creșterea cu 9% a volumului de apă care s-a transformat în gheață. Dacă înghețarea unei turnări de beton are loc într-un stadiu incipient al lucrării (imediat după ce betonul este plasat), atunci structura betonului armat este complet distrusă, deoarece nu are capacitatea de a rezista proceselor de îngheț ale volumului intern al lichidul. Dacă betonul se dezgheță, gheața devine din nou apă și procesul de hidratare este activat, dar refacerea completă a structurii de beton nu va avea loc.

Atunci când betonul proaspăt așezat este înghețat, se formează o crustă de gheață în jurul „scheletului” interior de armare și al boabelor de umplutură, care crește din cauza apei care intră din zonele interioare ale betonului cu o temperatură mai ridicată. Fiecare crustă de gheață crește treptat grosimea pereților și împinge pasta de ciment departe de umplutura de beton și armătură, ceea ce reduce caracteristicile de rezistență ale betonului și afectează negativ durabilitatea acestuia.

Dacă betonul are timp să câștige rezistența minimă suficientă înainte de îngheț, atunci procesele negative în structura sa nu se vor dezvolta. Gradul de rezistență a betonului la care temperaturile scăzute nu sunt periculoase pentru acesta se numește „critic”.

Standardele pentru rezistența critică a betonului sunt legate de clasa, tipul și condițiile în care va fi utilizată această structură. În cazul structurilor din beton și beton armat (armare netensionată), rezistența critică trebuie să fie de cel puțin 50% din rezistența de proiectare pentru B7.5-B10, cel puțin 40% pentru B12.5-B25 și 30% peste B30. Pentru structurile din beton care conțin armătură precomprimată, rezistența critică trebuie să fie de cel puțin 80% din proiectare. Pentru structurile din beton supuse ciclurilor alternante de îngheț-dezgheț, este necesar să se obțină o rezistență de 70%. Structurile încărcate sunt necesare pentru a obține rezistența totală, 100% a designului, înainte de a fi expuse la temperaturi sub zero.

Durata perioadei de întărire a betonului, în care se realizează un set de caracteristici de rezistență necesare, depinde în mare măsură de condițiile de temperatură de pe șantier. Cu cât temperatura aerului este mai mare, cu atât activitatea componentei apei din amestecul de beton este mai mare - procesele de reacție cu clincherul de ciment sunt mai rapide, ceea ce accelerează coagularea internă și formarea unei structuri cristaline. În consecință, o scădere a temperaturii duce la o încetinire a acestor procese.

Lucrările la beton în timpul iernii trebuie efectuate în condiții create artificial în ceea ce privește temperatura și umiditatea, realizând întărirea betonului la rezistența critică sau de proiectare în mai puțin timp și la costuri mai mici. Pentru a obține rezultatele cerute, se folosesc tehnologii speciale pentru amestecare, livrare la amplasare pe șantier și întărirea ulterioară a betonului.

Preîncălzirea amestecului de beton

În timpul preparării amestecului de beton la temperaturi scăzute, acesta este încălzit la 35-40 ° C, asigurată prin încălzirea prealabilă a componentelor.Apa este încălzită în cazane la o temperatură de 90 ° C, iar umplutura este încălzită la 60 ° C. °C în butoaie folosind abur, gaze de ardere și apă caldă. Este absolut imposibil să încălziți cimentul.
Amestecul de beton încălzit artificial pentru un șantier de construcții „de iarnă” este compilat diferit decât în sezonul cald. Dacă vara componentele uscate ale amestecului sunt încărcate simultan în buncărul mixerului, unde a fost turnată anterior apă, atunci iarna procedura este următoarea - mai întâi, se toarnă apă și se toarnă fracții mari de umplutură. Când tamburul de amestecare a făcut mai multe rotații, cimentul și nisipul sunt încărcate în el. Ignorarea acestei secvențe de acțiuni va duce la „prepararea” cimentului.

Durata de amestecare a amestecului de beton la temperaturi negative trebuie mărită de 1,2-1,5 ori în comparație cu perioada de „vară” a amestecării acestuia. Transportul betonului gata amestecat se efectuează într-un container încălzit, izolat și închis, fie că este o găleată sau o caroserie. În acest fel se asigură încălzirea caroseriei vehiculului - se face dublu, gazele de eșapament din motor sunt direcționate în cavitatea astfel creată, ceea ce va reduce pierderile de căldură. Livrarea amestecului de beton trebuie să aibă loc la cea mai mare viteză posibilă și fără suprasarcini intermediare. Zonele în care se încarcă și se descarcă amestecul de beton trebuie împrejmuite de vânt, iar mijloacele prin care curge betonul (trunchiuri) trebuie izolate.

Pregătirea lucrărilor de beton iarna

Betonul trebuie așezat pe o bază, starea căreia exclude complet înghețarea amestecului de-a lungul liniei îmbinării cu acesta, precum și posibilitatea de deformări din cauza ridicării solurilor. În aceste scopuri, baza zonei de betonare este încălzită până când atinge o temperatură pozitivă, iar după așezarea amestecului se ține la îngheț până când betonul capătă rezistență critică.

Imediat înainte de începerea lucrărilor de betonare, cofrajele și armăturile sunt curățate de mase de gheață și zăpadă. Dacă diametrul armăturii depășește 25 mm sau este fabricat din oțel laminat profilat rigid sau conține elemente metalice încorporate de dimensiuni semnificative, atunci în condiții de temperaturi negative mai mici de -10 ° C, armătura trebuie încălzită.

Procesele de betonare în condiții de iarnă se desfășoară rapid și continuu - fiecare strat de beton subiacent trebuie acoperit cu unul nou înainte ca temperatura acestuia să scadă sub cea calculată.

Tehnologiile moderne pentru efectuarea lucrărilor de beton în timpul iernii fac posibilă realizarea unor structuri de clădire de înaltă calitate la un nivel de cost optim. Ele sunt împărțite în mod convențional în trei grupuri:

tehnologia „termos”, bazată pe păstrarea căldurii inițiale a amestecului încălzit în timpul preparării sau înainte de așezarea la locul de muncă, precum și pe utilizarea emisiilor de căldură care apar ca urmare a reacției cimentului cu apa în timpul întăririi din beton;
tehnologia de încălzire artificială a amestecului de beton după ce acesta a fost plasat în structură;
tehnologie de reducere chimică a punctului de îngheț al apei în compoziția amestecului de beton și creșterea vitezei de reacție a cimentului.

În funcție de situația de pe șantier, metodele de mai sus de întărire a betonului la temperaturi scăzute pot fi utilizate în combinație. Alegerea finală în favoarea uneia dintre tehnologii se bazează pe tipul structurii și dimensiunile acesteia, pe tipul de beton, pe compoziția și rezistența sa de proiectare, pe care trebuie să o dobândească, condițiile climatice locale la momentul lucrării, capacitățile energetice la șantierul etc.

Lucrări de beton iarna și tehnologie termos

Esența sa este în așezarea unui amestec de beton, având o temperatură în intervalul de la 15 la 30 ° C, într-un cofraj cu izolație. Acest lucru va oferi betonului o rezistență suficientă datorită energiei sale termice inițiale și reacției exoterme a cimentului, care nu va permite structurii de beton să înghețe înainte de termenul limită. Cantitatea de căldură generată de reacțiile exoterme depinde de temperatura de menținere și de tipul de ciment folosit pentru a forma amestecul.

Cele mai bune date despre disiparea căldurii arată cimenturile Portland cu calități înalte și întărire rapidă. Retenția de căldură în beton depinde în mod semnificativ de exotermă, prin urmare, lucrările de beton folosind tehnologia „termos” ar trebui efectuate pe amestecuri cu ciment Portland cu întărire rapidă și extrem de exotermice, plasate cu o temperatură inițială ridicată artificial într-o structură bine izolată.

Aplicarea aditivilor chimici speciali... Unele substanțe chimice - potasiu K 2 CO 3, clorură de calciu CaCL, azotat de sodiu NaNO 3 etc. - atunci când sunt adăugate în beton într-un volum mic, de obicei nu mai mult de 2% din cantitatea de ciment, crește viteza de întărire a betonului la stadiul inițial al întăririi. De exemplu, odată cu introducerea clorurii de calciu în cantitate de 2% din masa cimentului, acesta asigură de 1,6 ori rezistența betonului în 2,5 zile din momentul în care este plasat în structură, în comparație cu betonul cu o compoziție identică. , dar care nu conțin un aditiv special. Aditivii chimici asigură, de asemenea, o deplasare a punctului de îngheț al apei la -3 ° C, ceea ce face posibilă creșterea timpului de răcire a betonului și, prin urmare, să îi confere un set mai mare de rezistență. Sunt dezvăluite informații mai detaliate despre metodele de îmbunătățire chimică a caracteristicilor betonului pentru construcția de iarnă.

Prepararea amestecurilor de beton, inclusiv aditivii chimici, se realizează folosind apă fierbinte și boabe de umplutură încălzite. Când este scos din malaxor, un astfel de beton are de obicei o temperatură de 25 până la 35 ° C, imediat înainte de așezare, temperatura sa scade la aproximativ 20 ° C. Așezarea în structura betonului modificat chimic se realizează la o temperatură a aerului extern de -15. până la -20 ° C, după așezarea în cofrajul izolat, deasupra se așează unul sau două straturi de izolație termică. Întărirea structurii betonului are loc datorită efectului „termos” cu acțiunea simultană a componentelor chimice dozate. Tehnologia betonării „termos”, împreună cu utilizarea substanțelor chimice, este simplă și relativ ieftină; poate fi folosită pentru a crea o structură cu un modul de suprafață (Mn) mai mic de cinci.

Betonare termică la cald... Se bazează pe încălzirea rapidă a betonului la 60-80 ° C și compactarea amestecului în structură înainte de a se răci. În plus, amestecul de beton este îmbătrânit conform tehnologiei „termos” sau este încălzit suplimentar în timpul perioadei de obținere a rezistenței critice.

La șantier, amestecul de beton este cel mai adesea încălzit folosind un curent electric - electrozi sunt plasați în el și este furnizat un curent alternativ, încălzirea are loc datorită rezistenței betonului. Puterea și cantitatea de energie termică generată pe unitatea de timp este direct proporțională cu tensiunea la electrozi și invers proporțională cu rezistența ohmică a amestecului. În acest caz, intensitatea rezistenței ohmice depinde de dimensiunile plane ale electrozilor, de distanța dintre aceștia și de rezistența ohmică specifică a amestecului de beton.

Încălzirea electrică a amestecului de beton se realizează sub un curent de 380V, în cazuri mai rare - sub 220V. Pentru asigurarea acestei operațiuni, șantierul este dotat cu un post de transformare, un tablou de distribuție și un tablou de comandă. Amestecul este încălzit direct într-o găleată sau în caroseria unui autobasculant. Prima metodă se efectuează în următoarea secvență - amestecul compilat la uzina de beton este transportat pe drum la șantier, găleți speciale echipate cu electrozi sunt supraîncărcate, încălzite până când temperatura acestuia atinge 70-80 ° C, apoi este plasat. in lucrarile de cofrare pe santier. De regulă, se folosesc pantofi cu găleată, echipați cu trei electrozi din oțel de 5 mm, alimentați la rețea prin conectori de cablu. Pentru ca betonul să fie distribuit uniform în cupa electrică, precum și pentru a simplifica descărcarea ulterioară, pe corpul cupei este montat un vibrator.

Urmând cea de-a doua metodă, un autobasculant, în caroseria căruia conține un amestec de beton, ajunge la șantier și urmează până la stâlpul de încălzire - corpul său este situat exact sub cadrul electrodului. Funcționarea unității de vibrație este activată, apoi electrozii sunt aduși în betonul conținut în corp și le este furnizat un curent electric. Amestecul se încălzește timp de 10-15 minute când este încălzit la 60 ° C (adevarat pentru cimenturile Portland cu întărire rapidă), până la 70 ° C pentru cimenturile Portland și până la 80 ° C pentru cimenturile Portland cu zgură.

Pentru a încălzi rapid și într-un timp extrem de scurt betonul la temperatura necesară, este important să asigurați șantierul cu putere electrică mare. De exemplu, o încălzire de 15 minute a unui metru cub de amestec de beton la 60 ° C va dura 240 kW, iar una mai rapidă de 10 minute la aceeași temperatură - 360 kW.

Următoarea parte a articolului, dedicată încălzirii amestecului așezat în structură, este localizată.

Este recomandabil să efectuați lucrări de beton la o temperatură exterioară non-stop peste + 5 ° C. Dar apoi toate proiectele de construcții în condițiile climatice ale majorității regiunilor țării noastre ar fi puse sub control pentru mai bine de șase luni. Pentru a face posibilă betonarea în condiții de iarnă, au fost dezvoltate și introduse în producție diverse metode, acestea sunt:

Utilizarea de aditivi speciali care scad punctul de îngheț al apei. Cel mai faimos aditiv este sarea de masă.
Utilizarea cofrajelor încălzite.
Prepararea amestecului de beton în apă fierbinte.
Utilizarea cimenturilor de înaltă calitate cu priză rapidă;
Încălzirea masei de beton după turnare.

Toate aceste metode pot fi folosite la turnarea betonului iarna, ca opțiuni independente sau în combinație.

Ce se întâmplă cu betonul la temperaturi sub zero

Când betonul se întărește, în condiții normale de temperatură și umiditate, apa, interacționând cu cimentul, nisipul și piatra zdrobită, contribuie la aderența lor puternică între ele. Rezultatul este un monolit cu caracteristici de rezistență ridicată. Dacă apa este lăsată să înghețe în compoziția amestecului de beton, atunci va avea loc efectul opus, distructiv.

Componenta apei la temperaturi scăzute, în expansiune, crește în volum și face ca masa să se slăbească. Iar elementul principal al betonului - cimentul - își pierde proprietățile. În plus, apa înghețată va crea cavități în jurul părților cuștii de armare, încălcând astfel integritatea structurii. După dezghețare, masa de beton nu va mai putea restabili calitățile necesare. Acest lucru este rău pentru orice structură, dar în ceea ce privește fundațiile, această stare de lucruri este catastrofală. Deci se poate turna beton iarna? Este nedorit, dar acceptabil, sub rezerva anumitor reguli și cerințe ale SNiP pentru efectuarea lucrărilor de construcție la temperaturi exterioare scăzute.

Cercetările practice au stabilit limita finală de rezistență pentru diferite grade de beton, după care înghețarea nu va fi critică pentru acesta. În acest caz, pierderea de rezistență în forma finită nu va fi mai mare de 6%.

Aditivi care măresc rezistența betonului la îngheț

Lucrările de beton în timpul iernii trebuie efectuate cu adăugarea de aditivi speciali anti-îngheț la amestecul de beton. Ele ajută la scăderea punctului de îngheț al compoziției și accelerează priza și întărirea betonului. Aceste substanțe includ:

clorură de calciu (sare de masă);
clorura de sodiu;
nitrat și nitrat de sodiu;
formiat de sodiu;
potasă;
lignosulfonat.

Oricare dintre acești aditivi se adaugă la amestecul de beton în doze mici. 1-2% din greutatea cimentului este suficient pentru ca betonul de iarnă să dobândească calitățile dorite.

Pe lângă scopul lor principal, aditivii antigel îmbunătățesc caracteristicile de rezistență ale materialului, cresc densitatea acestuia și au un efect pozitiv asupra durabilității structurii.

Prepararea amestecului de beton iarna

Pe lângă utilizarea aditivilor antigel, betonarea de iarnă se realizează cu o compoziție caldă. Temperatura amestecului de beton trebuie adusă la 35-40 de grade. Pentru aceasta se încălzește apa și agregatele, fine și grosiere. Cimentul nu poate fi încălzit categoric, dar trebuie depozitat într-o cameră caldă.

Este grozav dacă pe șantier există o betoniera încălzită electric, deoarece betonul trebuie turnat cald numai iarna. Un agitator convențional este încălzit prin trecerea de apă foarte fierbinte prin el. În sezonul rece, procedura de preparare a amestecului de beton diferă de cea obișnuită:

mai întâi, apă fierbinte cu aditivi dizolvați în ea este turnată în betoniera;
se toarnă agregatele încălzite;
incalzirea nisipului si pietrisului se poate face cu aer cald cu ajutorul unui compresor sau in cuptoare speciale;
după amestecare se adaugă ciment;
procesul de amestecare a amestecului de beton în timp crește cu aproximativ jumătate, față de termenii uzuali.

Amestecul finit este turnat într-un cofraj pregătit anterior. Înainte de aceasta, este necesar să eliminați posibilul îngheț și să încălziți cușca de armare în orice mod convenabil: cu braziere portabile cu combustibil, pistoale termice, electricitate.

Betonarea iarna trebuie efectuată în mod continuu pentru a se asigura că structura este puternică și omogenă. Intervalul de timp dintre turnarea porțiunilor individuale de amestec de beton trebuie să fie astfel încât temperatura sub zero să nu aibă timp să afecteze partea anterioară. Partea turnată a structurii trebuie acoperită imediat cu materiale termoizolante, folie PVC.

Intretinerea betonului iarna

Utilizarea unei soluții fierbinți și utilizarea aditivilor antigel sunt foarte importante atunci când se lucrează iarna. Dar nu este mai puțin important să organizați în mod competent condițiile de întărire și îngrijirea adecvată a betonului în timpul iernii. Pentru a prelungi timpul de răcire al structurii finite, utilizați orice materiale adecvate: folie, fân, paie, covorașe termoizolante.

Un efect excelent este asigurat de utilizarea cofrajelor fixe din polistiren expandat. Va ajuta masa de beton să se coacă uniform, fără îngheț, iar după ce betonul a stabilit rezistența de proiectare, va servi ca izolație termică de înaltă calitate și o va proteja de efectele nocive ale mediului.

În condiții industriale și pe șantiere de construcții la scară largă, se utilizează și o metodă precum încălzirea electrică. Plăcerea nu este ieftină, dar foarte eficientă. Încălzirea electrică poate fi realizată în două moduri: prin conectarea electrozilor la cușca de armare sau prin plasarea lor într-o masă de beton.

Pentru controlul procesului se folosesc dispozitive automate speciale cu senzori. Dacă nu există, atunci lucrarea se face manual, măsurând periodic temperatura și pornind / oprind electrozii când temperatura atinge + 30 ° С.

Pentru a implementa încălzirea masei de beton cu energie electrică, se folosesc următoarele mijloace:

Sârmă PNSV, constând dintr-o tijă de oțel și izolație PVC. Secțiunea transversală poate fi de la 1 la 6 mm. Aplicabil pentru rețelele electrice cu curent alternativ de până la 380 V sau cu curent continuu - până la 1000 V. Este folosit ca element de incalzire pentru intarirea betonului in conditii de iarna printr-un transformator coborator.
Cablurile BET de la un producător finlandez și cablurile KDBS de la un producător rus sunt proiectate special cu intenția de a le folosi în industria construcțiilor pentru a accelera timpul de întărire a betonului. Este de remarcat faptul că utilizarea acestor fire nu necesită transformatoare, acestea funcționând dintr-o rețea electrică de uz casnic obișnuit de 220V.

Cablul de încălzire al mărcii selectate, puterea calculată, este înfășurat în jurul cuștii de armare cu un pas aproximativ de 250-300 mm. În interiorul structurii, firele nu trebuie să se suprapună, să cadă puternic și nici nu trebuie așezate mai adânc de 200 mm. Dacă nu se toarnă un element de sine stătător cu un amestec de beton, ci unul care este îmbinat cu o piesă existentă, atunci așezarea firului trebuie începută de la joncțiune.

De obicei se consumă aproximativ 4 m de sârmă pe metru pătrat. Această cantitate este determinată empiric, pe baza calculului că este nevoie de 0,4-1,5 kW de putere pentru a încălzi 1 m3 de beton. Determinarea cifrei exacte este influențată de grosimea produsului, tipul de cofraj, proprietățile și compoziția amestecului de beton în sine. Pentru fixarea cablurilor se folosește o sârmă de armare a tricotului.

Conexiunea la rețea sau transformator se realizează la sfârșitul întregului complex de lucrări de turnare. În acest caz, posibilitatea de deteriorare a cablurilor de încălzire trebuie exclusă complet.