Бетониране при ниски температури: съвети и мерки
В някои случаи бетонирането в мразовито време се оказва неизбежно. Това обаче може да доведе до някои усложнения. Ето за какво трябва да внимавате и как ниските температури влияят на бетона.
По правило температурите между 10° и 25°C са идеални за бетониране. Въпреки това, ако през лятото и есента има закъснения поради липса на работници или материали, може да се наложи бетонирането да се извърши и през зимата, когато има студ и сняг. При определени обстоятелства отрицателните температури могат да доведат до проблеми. Това е така, защото колкото по-ниска е външната температура, толкова по-бавно се втвърдява бетонът и се забавя развитието на якостта.
Освен това водата в пресния бетон може да замръзне при студено време, което да доведе до вътрешни напрежения, разцепване и пукнатини по повърхността. Освен това свързаните със замръзване повреди могат да повлияят на дългосрочната якост на натиск на бетона. Замръзналият бетон често не постига якостта, която би постигнал при минималната температура.
Втвърдяването на бетона е химически процес и, и както в много химически реакции, скоростта зависи от температурата. Колкото по-ниска е температурата, толкова по-бавен е процесът на втвърдяване на бетона (при -7°С химичната реакция напълно спира).
При температура на околната среда малко над 0°С развитието на якостта на незащитения прясно излят бетон е много бавно. Ако околната температура спадне под 0°C, част от водата в бетона може да замръзне. Втвърдяването практически спира докато ледът се стопи и това прекъсване на хидратацията увеличава шупливостта и намалява якостта и устойчивостта на бетона.
Тъй като в процеса на хидратация се генерира топлина, обикновеният бетон има ниска присъща устойчивост към замръзване на водата в него след изливането. Но когато температурата на самата бетонна повърхност спадне под точката на замръзване, водата в близост до повърхността се втвърдява, увеличава обема си и предизвиква високо налягане в бетона, който загубва своята пластичност. Следва лющене или трошене, което се влошава, ако възникнат няколко цикъла на замръзване и топене. Устойчивостта на бетона към замръзване може да бъде подобрена чрез понижаване на неговата пропускливост, повишаване на ранната му якост, поддържане на неговата температурата след полагане, подготовка за полагане и др.
Температура на бетонната смес при работа в зимни условия
При температура на въздуха по време на полагане на бетонната смес между -3°С и +5°С, температурата на бетонната смес не трябва да е по-ниска от +5°С, а когато се използва нискотермичен цимент или количеството на цимента в състава на бетона е по-малко от 240 kg/m³, температурата на бетонната смес не трябва да е по-ниска от +10°C или от температурата, предписана в проекта.
При температура на въздуха по време на полагане на бетонната смес по-ниска от -3°С, температурата на бетонната смес не трябва да е по-ниска от +10°С или от температурата, предписана в проекта.
При температура на въздуха по време на полагане на бетонната смес по-ниска от -8°С, температурата на бетонната смес не трябва да е по-ниска от +15°С или от температурата, предписана в проекта.
Мерки за минимизиране на щетите от замръзване
Ако не можете да избегнете изливането на бетон в мразовити дни, трябва поне да вземете мерки, за да избегнете повреда на основната плоча или други бетонни компоненти. Например, можете да увеличите съдържанието на цимент в пресен бетон до над 300 килограма на кубичен метър.
Влияние на температурата
С повишаване на температурата на втвърдяващата се циментова маса в диапазона от 298 до 373 К и повече, скоростта на хидратация на цимента се увеличава. В същото време скоростта на отделяне на собствената топлина на хидратация на цимента също се увеличава. Последицата от ускорения процес на хидратация на свързващото вещество е по-интензивно увеличаване на якостта на циментовия камък, отколкото в случай на втвърдяване при нормални условия. Това обстоятелство се използва широко на практика за засилване на втвърдяването на бетона при използване на методите за обработка на пара и автоклавиране.
Голямото отделяне на топлина от алуминиев цимент през първия период на втвърдяване може да бъде намалено чрез въвеждане на фино смлян кварцов пясък в цимента. Това добавяне на пясък ще намали температурата на втвърдяващия се бетон чрез намаляване на количеството на генериращото топлина вещество в него. Добавянето на кварцов пясък също трябва да увеличи топлопроводимостта на бетона.
Разширяващите се цименти генерират повече топлина през първите периоди на втвърдяване, до 72 часа, от портланд цимента. В следващи периоди на втвърдяване (120 и 168 часа), отделянето на топлина от чист портланд цимент е по-високо от това на разширяващите се цименти. Генериране на топлина по време на втвърдяване. Хидратацията на циментовите минерали е екзотермичен процес, при който втвърдяването на бетона е придружено от отделяне на топлина. При издигане на масивни конструкции това може да доведе до значително нагряване на бетона – 20-40 ° над началната температура. С последващо охлаждане външните части на бетонните масиви се охлаждат по-бързо, отколкото вътрешно се създава термично напрегнатото състояние на бетона и в конструкцията могат да се появят пукнатини, които нарушават неговата твърдост. С течение на времето пукнатините могат да се разширят и да служат като огнища на прогресивна корозия на бетона. Следователно високото отделяне на топлина на циментите в масивни конструкции е крайно нежелателно. Напротив, по време на зимната работа може да бъде полезно високото топлинно производство; в този случай това забавя намаляването на температурата на полагания бетон. Втвърдяването на алуминиев цимент е придружено от голямо отделяне на топлина. Най-добрите условия за втвърдяване на алуминиев цимент са влажна среда и температура от -f 15 ° C. С повишаване на температурата силата на алуминиевия цимент намалява, така че не трябва да се загрява изкуствено. Насипна плътност 1150-1350 кг/м. Този цимент се използва при приготвянето на топлоустойчиви бетони и хоросани, както и когато е необходимо да се ускори набора на якост за изливане на анкерни болтове и рамки на механизми. Алуминиевият бетон не трябва да се излива върху втвърден бетон от портландцимент по-рано от два дни след бетонирането.
Скоростта на повишаване на якостта на бетона при ниски температури е относително бавна и това може да има неблагоприятно въздействие върху темповете на строителството /забавяне на декофрирането, прекъсване на „критичния път” и т.н./. За преодоляване на този проблем могат да се използват няколко метода за получаване на висока ранна якост. Методите за постигане на по-кратко време на свързване и висока ранна якост на цимента варират в зависимост от конкретното приложение, напр. местните климатични условия в различните региони, наличието на определени суровини /напр. типовете цимент и видовете добавки и т.н./, както и разположението на машините и съоръженията.
Освен това така наречената стойност вода/цимент може да бъде намалена до 0,55 или повече. Вода/цимент показва съотношението вода към цимент в бетоновата смес. Също така трябва да оставите кофража да стои по-дълго и да удължите последващата обработка на бетонната повърхност. Говорейки за кофраж, използвайте материали с повишени топлоизолационни свойства, като дърво. През зимата също е възможно да се използва отопляем кофраж, за да се помогне на бетона да се втвърди. Също така предпазвайте бетонния компонент от загуба на топлина и течения при студено време. За последваща обработка можете да покриете бетона с термични рогозки при минусови температури и нощни студове.
След изливането на бетона в студено време трябва да се поддържа постоянно високо ниво на температурата, за да се постигне нормално набиране на якостта. Ако се очаква температурата на околната среда да се задържи близо или под точката на замръзване за няколко дни, се препоръчва изолация с вата или изолационно одеяло. Тази изолация трябва да бъде в контакт с повърхностите и формите и от своя страна трябва да бъде покрита със здрав и влагоустойчив материал. Където е възможно, подаващите се стоманени части също трябва да се покрият.
Ако минималните дневни температури не се очаква да паднат много под 5°C, могат да се използват не толкова сложни начини за поддържане на температурата на бетона. Достатъчно ще бъде да се постави водонепромокаема хартия, хартията да се покрие със слама или дървени стърготини с дълбочина 8-10 см и след това да се постави отново водонепроницаема хартия. Или просто да се създаде затворен въздушен слой между положения бетон и брезента, поставен над него. Затоплянето и втвърдяването чрез изпускателна система изисква създаването на ограждение, което да не допуска проникване на студен въздух. Всяко нарушаване на процеса може да причини заледяване на повърхността или бързи промени на температурата, след което може да настъпи напукване.
Загряването чрез палене на огньове на разстояние не се предпочита, защото не осигурява равномерна температура. Абсорбиращата способност на студения въздух е ниска, но бързо се увеличава със затоплянето на въздуха. Ако затопленият въздух причини прекомерно изпарение от повърхността на бетона, ще се появят пукнатини от свиване. Освен това въглеродният диоксид, получен от огньовете, може да карбонизира повърхността на бетона и да я направи варовита.
Пет-шест дена след изливането изолацията трябва да се махне в подходящ момент през деня и по начин, който постепенно ще понижи температурата във всяка точка на бетона. На този етап, ако е необходимо, могат да се приложат съединения, образуващи водонепроницаема мембрана при втвърдяването.
Ако не можете да избегнете бетонирането в мразовити условия, можете да добавите зимен агрегат към бетона – известен също като зимна смес. С такава зимна добавка материалът развива по-висока хидратационна топлина, известна още като собствена топлина, и може да се втвърди по-бързо. Уверете се, че работната повърхност винаги е свободна от сняг и лед и че може да се обработва бързо. Също така подгответе изолационни материали и планирайте възможностите за отопление. Винаги следете за температурата на бетона, земята и въздуха.
Снимки: Pond5 и iStock/Akintevs
