Omskvorota.ru

Строим дом
1 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Гидратация цемента при отрицательной температуре

Строительство цементобетонных покрытий при отрицательных температурах

Удлинение периода возможного строительства цементобетонного покрытия за счет организации бетонирования при отрицательных температурах имеет большое практическое значение, так как при температуре цементобетонной смеси -2°С прекращается гидратация цемента, смесь замерзает и находящаяся в ее порах вода, увеличиваясь примерно на 9% в объеме при переходе в ледяные кристаллы, нарушает сцепление внутри цементного камня и между ним и заполнителем, что приводит к снижению прочности.

Если цементобетон к моменту замерзания наберет прочность не менее 50—60% от заданной, то в дальнейшем после оттаивания он полностью добирает требуемую прочность. Поэтому сущность мероприятий, позволяющих производить зимнее бетонирование, заключается в том, чтобы создать нормальные условия твердения до достижения прочности не менее 50%.

Исходя из особенностей твердения цементобетона при различных отрицательных температурах в практике возможны три основных случая зимнего бетонирования:

первый случай относится к периоду пониженных температур, когда температура воздуха находится в пределах от —1 до +5° С, что бывает поздней осенью или ранней весной. В этом случае достаточно ввести в цементобетонную смесь добавки-ускорители твердения, которые к тому же снижают температуру замерзания смеси, и укрыть цементобетон теплозащитным слоем, например песком;

второй случай относится к сравнительно небольшим отрицательным температурам в диапазоне от —1 до —10° С. В этом случае, кроме введения добавок, требуется подогрев воды до температуры, обеспечивающей укладку цементобетонной смеси при температуре не ниже 5° С. Теплозащитный слой при этом должен быть более мощным, чем в первом случае, и устанавливается расчетом;

третий случай охватывает более низкие отрицательные температуры (ниже —10° С), когда требуется, кроме мер, указанных выше для двух первых случаев, подогрев песка и щебня.

Кроме этих трех случаев зимнего бетонирования, возможен подогрев составляющих цементобетонную смесь без введения добавок ускорителей твердения. Такой способ зимнего бетонирования допускается только при температурах наружного воздуха в пределах от +5 до —5° С.

В качестве добавок, ускоряющих твердение и снижающих температуру замерзания смеси, применяют хлористый натрий (NaCl), хлористый кальций (СаС12), соляную кислоту (НС1), тонкомолотую негашеную известь, поташ. В последнее время исследования под руководством проф. В. Б. Ратинова показали эффективность применения в качестве добавок НИК (нитрит-нитрат кальция), ННХК (нитрит-нитрат хлористого кальция) и НКМ (нитрит кальция — мочевину).

Таким образом, при строительстве цементобетонных покрытий при пониженных и отрицательных температурах применяются метод термоса и метод холодного термоса. Сущность метода термоса состоит в том, что необходимые условия твердения цементобетона создаются до набора прочности в определенных пределах. Исследования А. В. Михайлова показали, что для аэродромных покрытий метод термоса может быть применен с использованием тепла грунта и экзотермической реакции гидратации цемента при одновременном добавлении к цементобетонной смеси солей, понижающих температуру замерзания смеси и отепления со стороны охлаждения. Следовательно, поскольку в этом случае смесь не обогревается, метод получил название холодного термоса.

Иногда вместо подогрева материалов, осуществляемого при приготовлении цементобетонной смеси, производят электроразогрев приготовленной смеси до 60—70° С непосредственно перед укладкой ее в покрытие. Электроразогрев делают в бадьях, в которых транспортируют смесь к месту укладки или в специальных передвижных бункерах.

Перспективным является прогрев уложенной бетонной смеси инфракрасными лучами — генераторами с температурой излучающей поверхности от 300 до 200° С. Для предохранения бетона от высыхания в период твердения необходимо его укрывать полиамидной пленкой.

Особенности и риски применения цветных кладочных смесей с противоморозными добавками в зимний период времени

Кладочные работы в условиях отрицательных температур, помимо тщательной организации строительного производства, предъявляют повышенные требования к осведомленности инженерно-технического персонала и непосредственных исполнителей работ о процессах, происходящих в кладочном растворе, твердеющем при минусовых температурах. В нашей статье мы постараемся осветить моменты, касающиеся проведения работ в зимних условиях, и объяснить механизм набора прочности кладочного раствора, твердеющего при отрицательных температурах.

Как известно, для гидратации вяжущего (от полноты гидратации зависит прочность цементного раствора) требуется вода в жидком виде, а скорость протекания реакции гидратации зависит от температуры. При понижении температуры скорость гидратации замедляется, а при замерзании воды – прекращается. Считается, что цементные системы прекращают твердение в условиях, когда температура понижается ниже +5⁰C. Кроме этого вода при замерзании увеличивается в объеме. Этот эффект замерзающей воды, изученный нами еще в школе на уроках физики (когда лопается стеклянная бутылка из-за замерзающей в ней воды), способен разрушить еще не затвердевший раствор.

Одним из эффективных способов обеспечить гидратацию цемента при отрицательных температурах является использование противоморозных добавок (ПМД). В основном, такими добавками являются различные соли или их комбинации, способные понижать температуру замерзания воды и одновременно ускорять процессы схватывания и твердения цемента. В зависимости от концентрации добавки температуру льдообразования возможно понизить до -30⁰C и ниже. Но применение слишком высокой концентрации ПМД в смеси не является целесообразным не только по экономическим причинам, но и по степени отрицательного воздействия на другие характеристики кладочной смеси.

В зимних сухих кладочных смесях quick-mixв ид и концентрация ПМД подобраны таким образом, чтобы обеспечить быстрый набор минимальной необходимой прочности, при которой раствор способен не разрушаться под воздействием напряжений, созданных увеличивающимся объемом при образовании льда. После этого часть воды, находящейся в порах, замерзает без образования крупных конгломератов, способных приводить к разрушению, а часть воды остается в жидком состоянии в виде раствора ПМД и обеспечивает условия для продолжения гидратации вяжущего. Стоит отметить, что реакции в данном состоянии протекают, конечно же, медленнее, чем летом. Поэтому прочность при сжатии раствора, твердеющего в зимних условиях, составляет примерно 30% от проектной*.

Читайте так же:
Как отмыть цементный раствор с пластиковых окон

*ГОСТ 24211-2008 «Добавки для бетонов и строительных растворов» определял противоморозную добавку, как добавку, обеспечивающую 30% набор прочности бетономраствором при твердении в условиях отрицательных температур. При этом возможными дополнительными эффектам действия добавки являются: снижение времени сохраняемости удобоукладываемости смесей; повышение электропроводности бетонов и растворов; образование высолов.

Проектную прочность раствор добирает после наступления положительных температур. Эта особенность зимних составов требует тщательного контроля прочностных характеристик на объекте и грамотного ухода за кирпичной кладкой. Понимая, что раствор еще не вышел на проектную прочность, что он еще содержит большое количество капилляров, через которые вода будет проникать в раствор, необходимо обеспечивать повышенный уход за кирпичной кладкой – укрывать ее от дождя и снега, по возможности, до полного набора прочности кладочным раствором. Если есть необходимость проведения последующего контроля прочности раствора с противоморозными добавками, рекомендуется при возведении конструкций изготавливать образцы-кубы или балочки из кладочного раствора, которые должны храниться непосредственно на объекте, в тех же условиях, что и кирпичная кладка.

Кроме неоспоримого преимущества использования ПМД, позволяющего вести кладку при отрицательных температурах, стоит иметь в виду и недостатки данной технологии. ПМД лишь частично вступает в реакцию с компонентами цемента, поэтому остатки добавки находятся в поровом пространстве и в случае попаданию внутрь воды, например, дождя, способны транспортироваться и отлагаться на поверхности шва, негативно воздействую на оптические свойства кладки. Кладка с углубленным швом особенно подвержена такому дефекту.

Кроме этого добавки гигроскопичны, что повышает способность кладки при определенных условиях поглощать влагу из воздуха. Это приводит к образованию мокрых пятен и повышенной влажности кладки. В некоторых случаях остатки ПМД транспортируются и локализуются в порах, расположенных у поверхности шва или проникают в кирпич, что при определенных условиях может вызывать отшелушивание и осыпание участков поверхности.

Работы по укладке лицевого кирпича в зимних условиях можно вести несколькими способами.

  • Можно работать с обычным «летним» кладочным раствором, добавляя в него противоморозную добавку (ПМД) прямо на объекте, во время замешивания раствора. Недостатком данного способа является вероятность ошибки при дозировании ПМД. Так как противоморозные добавки являются ускорителями твердения, очень часто их добавляют в раствор больше необходимого, чтобы быстрее проводить расшивку швов. Все это приводит к негативным последствиям и серьезно повышает риск высолообразования после наступления положительных температур и первых обильных весенних дождей.

  • Можно применять зимние кладочные смеси quick-mix, предназначенные для работы при температуре окружающего воздуха от -10°С до +5°С, в состав которых уже входит противоморозная добавка в сухом виде. Преимуществом второго способа является исключение ошибок, связанных с дозированием противоморозной добавки.

Хочется отметить, что проведение работ по укладке лицевого кирпича зимой является вынужденной мерой, когда работы по объективным причинам не могут быть приостановлены до наступления постоянных положительных температур. Работа на холоде при отрицательных температурах, снег (а не редко и дождь), порывы ледяного ветра, замороженный кирпич, ранняя расшивка швов — как правило, снижают качество выполненной кладки. Поэтому мы рекомендуем проводить кладочные работы в отапливаемых тепляках или переносить их на весенне-летний период.

Можно ли лить бетон в мороз. Заливка при минимальной температуре

Чтобы готовое изделие из бетона, после заливки, набрало необходимую проектную прочность и прослужило долгие годы, необходимо соблюдать температурный режим во время твердения. Оптимальная температура для твердения бетона +20С, при которой бетон набирает прочность за 28 суток. Но что делать, если вы заливаете фундамент осенью, когда температура воздуха чуть выше нуля? Современные технологии позволяют справиться с этой проблемой. Более того, при соблюдении определённых мер, бетонные работы можно производить даже зимой.

Процесс набора прочности бетонных конструкций

Чтобы ответить на вопрос: «При какой температуре можно заливать бетон?», необходимо понять, что происходит с бетоном во время твердения. После приготовления бетонной смеси в ней начинает происходить химическая реакция между водой и цементом. Этот процесс называют гидратацией цемента, которая проходит две стадии:

  • схватывание
  • твердение

При схватывании в реакции участвуют алюминаты (С3А). В результате образуются иглообразные кристаллы, которые связываются между собой. Спустя 6 — 10 часов из этих кристаллов образуется подобие скелета.

С этого момента начинается твердение бетона. Здесь уже вступают в реакцию с водой клинкерные минералы (C3S и C2S) и начинает формироваться силикатная структура. В результате этой реакции образуются мелкие кристаллы, которые объединяются в мелкопористую структуру, что по сути и является бетоном.

Влияние отрицательной температуры на твердение бетона

Скорость течения гидратации сильно зависит от температуры. Снижение температуры с +20С до +5С увеличивает время твердения бетона до 5 раз. Но особенно резко замедляется реакция при дальнейшем снижении до 0С. А при отрицательной температуре гидратация прекращается, т.к. вода замерзает. Как известно, вода при замерзании расширяется. Это приводит к увеличению давления внутри бетонной смеси и разрушению сформировавшихся связей кристаллов. Как следствие происходит разрушение структуры бетона. Также образовавшийся лёд обволакивает крупные элементы заполнителей смеси (щебень, арматуру), разрушая их связи между цементным тестом. Это приводит к ухудшению монолитности конструкции.

При оттаивании воды процесс твердения возобновляется, но уже при деформированной структуре бетона. Что может привести не только к отслоению арматуры и больших элементов заполнителя бетонной смеси, но и к трещинам. Естественно, прочность такой бетонной конструкции будет гораздо меньше расчетной.

Читайте так же:
Печи вращающиеся для сухого способа производства цемента

Следует заметить, что чем раньше бетон подвергся замораживанию, тем меньше будет его прочность.

Улучшение качества раствора

Самое простое и доступное решение – это улучшение бетона. Не самое дешевое, но если сравнивать с двумя другими методами, то самое выигрышное.

Преимущества очевидны. Трудоемкость процесса сводится к добавлению большего количества цемента, приобретению продукции высшей марки, морозостойкости состава и другим критериям.

Чем больше в бетоне содержание цемента, тем быстрее он стынет и схватывается. Если на улице не постоянная температура, а колеблется, она повышается до 5 или снижается до легких минусов, то это решение будет оптимальным.

Бетон схватится еще в момент заливки, а дальше его можно просто прикрыть тканью, и ему не будут страшны никакие перепады температур.

Бетонирование зимой

Так как низкая температура значительно снижает скорость твердения, а мороз губительно сказывается на конструкции в целом, значит бетон надо согреть. Причем необходимо обеспечить равномерный прогрев. Минимальная температура для заливки бетона должна быть выше +5С. Если температура внутри смеси будет больше температуры снаружи смеси, то это может привести к деформации конструкции и образованию трещин. Прогревают бетон до момента набора критической прочности. При отсутствии данных в проектной документации о значении критической прочности она должна быть не менее 70% от проектной прочности. Если установлены требования по показателям морозостойкости и водонепроницаемости, то критическая прочность должна быть не менее 85% от проектной.

При заливке бетона в минусовую температуру используют разные технологии прогрева бетона. Чаще всего применяют способы:

  • Термоса
  • Электронагрева
  • Паропрогрева

Метод термоса

Данный метод используется при массивных конструкциях. Он не требует дополнительного обогрева, но температура укладываемой смеси должна быть более +10С. Суть данного метода состоит в том, чтобы уложенная смесь, остывая, успела набрать критическую прочность. Химическая реакция твердения бетона является экзотермической, т.е. выделяется тепло. Поэтому, бетонная смесь подогревает сама себя. При отсутствии теплопотерь бетон может разогреться до температуры более 70С. Если опалубку и открытые поверхности защитить теплоизолирующим материалом, снизив таким образом теплопотери твердеющего бетона, вода не замерзнет и бетонная конструкция будет набирать прочность.

Для реализации метода термоса не требуется дополнительного оборудования, поэтому он является экономичным и простым.

Электронагрев бетонной смеси

Если в установленные сроки нельзя обеспечить набор критической прочности методом термоса, то прибегают к электронагреву. Разделяют три основных способа:

  • прогрев электродами
  • индукционный нагрев
  • использование электронагревательных приборов

Способ прогрева электродами заключается в следующем, в свежеуложенную смесь вводят электроды и подают на них ток. При протекании электрического тока электроды нагреваются и обогревают бетон. Следует отметить, что ток должен быть переменным, т.к. при постоянном токе происходит электролиз воды с выделением газа. Этот газ экранирует поверхность электродов, сопротивление тока возрастает и нагрев существенно снижается. Если в конструкции используется железная арматура, то её можно использовать в качестве одного из электродов. Важно обеспечить равномерность прогрева бетона, и осуществлять контроль температуры. Она не должна превышать 60С.

Расход электроэнергии при данном способе варьируется в пределах 80 – 100 кВт*ч на 1 м3 бетона.

Индукционный прогрев используется редко, в силу сложности реализации. Он основан на принципе бесконтактного нагрева электропроводящих материалов токами высокой частоты. Вокруг стальной арматуры обматывают изолированный провод и пропускают через него ток. В результате появляется индукция и происходит нагрев арматуры.

Расход энергии при индукционном прогреве составляет 120 – 150 кВт*ч на 1 м3 бетона.

Ещё один из способов электронагрева бетона – это применение электронагревательных приборов. Существуют греющие маты, которые раскладываются на поверхности бетона и включаются в сеть. Так же можно соорудить над бетоном подобие палатки и уже внутри поставить электронагревательные приборы, например тепловую пушку. Но в данном случае необходимо позаботиться об удержании влаги в бетоне, не допустить преждевременного высыхания.

При температуре окружающего воздуха -20С расход электроэнергии, при данном методе, будет составлять 100 — 120 кВт*ч на 1 м3 бетона.

Паропрогрев бетона

Прогрев бетона паром является весьма эффективным и рекомендуется для тонкостенных конструкций. С внутренней стороны опалубки создаются каналы, через которые пропускают пар. Можно сделать двойную опалубку и пропускать пар между её стенками. Так же можно проложить трубы внутри бетона, и пропускать пар по ним. Бетон этим способом нагревают до 50 – 80С. Такая температура и благоприятная влажность ускоряет твердение бетона в несколько раз. Например, за двое суток, при данном методе, бетон набирает такую же прочность как при недельном твердении в нормальных условиях.

Но у этого метода есть существенный недостаток. Требуются внушительные затраты на его организацию.

Технология заливки

Вне зависимости от времени года, есть общие правила к заливке фундамента. Работы проходят в несколько этапов, на которых необходимо соблюдать все технологические тонкости с учетом особенностей смеси.

Таблица 2. Последовательность заливки

После выполнения всех этапов необходимо дать смеси время на высыхание и достижение необходимой прочности. Именно в этот период следует следить за количеством осадков и морозами. Чтобы вы имели четкое представление о заливке ленточного фундамента, посмотрите видеоматериал по теме.

Видео: как залить фундамент зимой

Использование присадок

Ещё одним способом зимнего бетонирования является использование химических ускорителей твердения и противоморозных добавок. К ним относятся хлористые соли, нитрит натрия, карбонат кальция и др. Эти добавки понижают температуру замерзания воды и ускоряют гидратацию цемента. Их использование позволяет обойтись без прогрева бетона. Некоторые добавки повышают морозостойкость бетона, тем самым гидратация происходит даже при -20С.

Читайте так же:
Как смыть цементный раствор с кирпича

Использование присадок обладает рядом недостатков. Их наличие в смеси пагубно сказывается на арматуре, начинается процесс коррозии. Поэтому использовать их можно только в неармированной конструкции. Также, при использовании противоморозных добавок, в зимний период, бетон наберёт прочность не более 30%. При наступлении плюсовой температуры произойдет оттаивание и дальнейший процесс набора прочности. Поэтому в бетоне, работающем при динамических нагрузках (фундамент под вибростанки, молоты и т.д.), использовать добавки нельзя.

Выводы и рекомендации

Невзирая на технологии, позволяющие вести бетонные работы на морозе, лучше перенести закладку фундамента на весну, если есть такая возможность. В противном случае учтите следующие рекомендации:

  1. Не закладывайте фундаментную плиту на грунте, успевшем промерзнуть, такая затея обречена на неудачу. Необходимо снять весь слой замерзшей почвы.
  2. Заливка должна производиться быстро и качественно, так что кустарные способы здесь не годятся. Нужна доставка материала с завода и укладка бетононасосом с уплотнением вибраторами.
  3. Ленточное основание, заливаемое в земле без опалубки, нужно подогревать только кабелем (либо ТЭНами из нихрома), а в бетон добавлять присадки. Наружный обдув горячим воздухом не прогреет подземную часть конструкции.
  4. Как и в летнее время, бетонному монолиту противопоказано пересыхание, поэтому его нужно смачивать водой.

С экономической точки зрения, зимнее строительство равнозначно летнему, но сильнее растянуто во времени из-за погодных условий. Причина – в сезонном удешевлении материалов и расценок на услуги строительных компаний, о чем подробно рассказывается в видеоролике:

Бетонирование в условиях сухого жаркого климата

Наряду с холодом бетон боится жары. Если температура окружающего воздуха превышает 35С и влажность менее 50%, то это способствует повышенному испарению воды из бетонной смеси. В результате водноцементный баланс нарушается и процесс гидратации замедляется или вовсе прекращается. Поэтому необходимо применять определённые меры по защите смеси от потери влаги. Можно понизить температуру свежеприготовленной смеси, если использовать охлаждённую воду, либо разбавить воду льдом. Этот нехитрый способ позволит избежать значительной потери воды при укладке смеси. Но через некоторое время смесь нагреется, поэтому следует позаботиться о дальнейшей герметичности конструкции. Опалубка должна быть герметичной, чтобы избежать потерь влаги через трещины. Впитывающую поверхность опалубки необходимо обработать специальным составом, ограничивающим сцепку с бетоном и поглощение влаги из него.

Необходимо оградить твердеющий бетон от воздействия прямых солнечных лучей. Для этого поверхность бетона укрывают мешковиной или брезентом. Через каждые 3 — 4 часа необходимо производить смачивание поверхности. Причём период увлажнения может достигать 28 суток, т.е. до полного набора прочности.

Одним из способов защиты при дефиците воды является возведение над поверхностью бетонной конструкции воздухонепроницаемого колпака из плёнки ПВХ толщиной не менее 0,2 мм.

Укрывание и утепление

Это простейшие способы защитить без прогрева свежезалитый железобетонный фундамент от переохлаждения осенью или ранней весной, когда днем на улице 3—7 °С, а ночью на земле случаются заморозки. Утепление реализуется так:

  1. Сначала нужно залить раствор в опалубку и дать ему время на схватывание.
  2. На ночь засыпьте бетонную ленту слоем мокрых опилок толщиной 20 см и закройте пленкой шириной не менее 1,5 м.
  3. Сверху на пленку уложите сухие опилки на высоту 50 см.

Суть в том, что влажные опилки не дадут монолиту пересохнуть, а сухие предохранят от холода. Вдобавок конструкция прогреется за счет собственного тепла, выделяемого на первом этапе гидратации. Более простые фундаменты, например, для столбов забора, достаточно засыпать сухими листьями и тоже прикрыть полиэтиленом.

Монолитные дома, возводимые по новым технологиям, изначально утеплены с двух сторон пенопластом, который одновременно является опалубкой, как это сделано на фото. Здесь достаточно укрыть бетон утеплителем сверху, чтобы он спокойно перенес ночные заморозки.

Гидратация цемента и бетона: начало схватывания и застывания

Явление гидратации вяжущего вещества считается одним из важных элементов протекания химических реакций. Гидратация – образующиеся химические процессы во время добавления жидкости к цементному клинкеру.

Общие сведения

После добавления к цементному вяжущему водного компонента получается смесь пластичной структуры с ярко выраженными коллоидными свойствами. Под воздействием воздуха цементное тесто начинает затвердевать. В результате образуется искусственный строительный камень, обладающий рядом физических показателей.

Если к цементу добавить заполнители и наполнители, то в ходе гидратации химических соединений материалы связываются с инертными частицами, образуя высокопрочный бетон. Прочностные характеристики достигаются после регламентируемого срока для твердения.

Цементы условно подразделяют:

  1. Воздушного твердения (отвердения осуществляется при контакте с воздухом).
  2. Гидравлического затвердевания (после предварительного твердения на воздухе, прочностные характеристики способны увеличиваться в жидкой среде).

Согласно испытаниям, наиболее активным минералом клинкера считается трехкальциевый силикат. При максимальном содержании 3CaO·SiO2 образцы имеют наивысшие показатели испытаний на сжатие.

Затвердевание подразделяют на три этапа:

  • подготовительный;
  • коллоидация;
  • кристаллизация.

Проведение опытов по установлению сроков схватывания

Установка сроков схватывания регламентировано ГОСТом 310.3-76. Для получения нормальной густоты вяжущего теста используют прибор Вика, представленный на рисунке 1.

Рисунок 1 – Устройство прибора Вика

В сферической металлической чаше замешивают цементный раствор предварительно просчитанного состава. Затем трапециевидное кольцо заполняется полученным объемом цементной смеси. Емкость размещается под иглой.

Важно! Для измерения густоты применяют пестик, а для установления сроков схватывания дополнительно размещают иглу.

Допустимым значением густоты считается, если пестик прибора не доходит до пластины на расстоянии от 5 до 7 мм. При отклонениях показателей регулируют водоцементное (В/Ц) отношение.

Перед началом проведения работ важно удостовериться в правильности работы прибора, а детали, соприкасающиеся со смесью, должны быть покрыты машинным маслом.

Читайте так же:
Цемент гипсоглиноземистый расширяющийся начало схватывания

Для установки срока схватывания к пестику подцепляют иглу. Иглу погружают в тесто с периодичностью в 10 минут. Началом затвердевания считают период, который потребовался от момента добавления к вяжущему воды до того, как игла не будет доходить до нижней пластины от 2 до 4 мм. Сроки конца схватывания наступают, когда игла погружается максимум на 2 мм.

Ложное схватывание (ЛС) определяется на том же приборе, только вместо пестика устанавливается усечённый конус. Перед началом работ необходимо замесить раствор из цемента, мелкого заполнителя и воды. Соотношение использованных компонентов регламентируется ГОСТ Р 56588-2015. В форму со смесью погружают конус через 15 минут, а затем спустя 1 час фиксируют показания прибора. Ложным схватывание считается, если замеры соответствуют первому типу, согласно таблице 1.

Таблица 1 – Определение ложного схватывания в зависимости от результатов испытаний

Тип схватыванияГлубина погружения конуса в тестовый образец (раствор), мм
После перемешиванияПосле вторичного перемешивания спустя 30 минут
Спустя 15 минутСпустя 60 минут
Первый тип ЛСМенее 15Менее 10Более 45 (включительно)
Второй тип ЛСОт 15 (включительно) до 50От 10 (включительно) до 50Более 45 (включительно)
Быстрое схватываниеМенее 50Менее 50Менее 45

Схватывание бетона при температурных изменениях: по времени

Для качественного набора прочности должны быть соблюдены температурно-влажностные показатели. Если бетон застывает в жарких условиях, то необходимо производить периодическое смачивание поверхностей водой. Это способствует нормальному протеканию химических реакций.

В нормальных климатических условиях схватывание смеси происходит быстрее, нежели при отрицательных температурах. Морозный климат способен также остановить момент схватывания, что в конечном результате приведен к разрушению камня и минимальному набору прочностных показателей.

Нормальными условиями считаются:

  • температура помещения от +20 до +30 градусов;
  • показатели влажности – не менее 90%.

Увеличить влажность возможно путем периодического полива или натяжения полиэтиленовой пленки, что не допускает испарения жидкости и образует конденсат.

Зависимость прочности от температурного режима приведена на примере таблицы 2.

Таблица 2 – Зависимость прочности от марки ПЦ и температурных показателей

Марка бетонаВремя твердения, сутки (часы)Средняя температура бетона на протяжении суток, °C
–3+5+10+20+30
Прочность материала на сжатие, % от полного затвердевания
М200-М300 на ПЦ400 и ПЦ5001 (24)2,8…3,04,8…5,08,6…9,011,4…12,022,6…23,033,2…35,0
2 (48)5,7…6,011,4…12,018…19,023,7…25,038,0…40,052,7…55,0
3 (72)7,6…8,017,1…18,025,6…27,035,1…37,047,5…50,061,8…65,0
5 (120)11,4…12,026,6…28,036,1…38,047,5…50,061,8…65,076,0…80,0
7 (168)14,2…15,033,2…35,045,6…48,055,1…58,071,7…75,085,5…90,0
14 (336)18…20,047,5…50,058,9…62,068,4…72,085,5…90,095,0…100,0
28 (772)22,5…25,061,8…65,073,1…77,080,7…85,095,0…100,0

Основной набор прочностных показателей происходит от 7 до 28 суток. В первую неделю камень набирает только 70% от конечной прочности. Марочная прочность достигается по истечении 28 суток. Далее надежность бетона будет расти, но уже намного медленнее.

В период заморозков нельзя допускать замораживание воды в бетонной структуре, поэтому обязательно необходимо добавлять в состав смеси противоморозные добавки.

Контролировать климат в лабораторных условиях намного легче, нежели на открытых строительных площадках во время проведения монолитных работ. Наиболее благоприятными условиями для замоноличивания считается период с весны до осени, когда температура воздуха составляет более чем +5 °С. Поэтому строители должны со всей ответственностью подойти к вопросу о качественном уходе за материалом.

Цементобетонных покрытий при пониженных и отрицательных температурах

Работы по приготовлению, укладке и уплотнению бе­тонной смеси при ожидаемой среднесуточной температуре воздуха ниже 5°С и минимальной суточной температуре ниже 0°С следует выполнять в соответствии с указаниями СНиП 3.01.01-85, СНиП 3.06.03-85, СНиП 3.06.06-88по возведению монолитных бетонных и железобетонных конструкций.

Для обеспечения твердения бетона используется, как правило, метод термоса, включая метод термоса с ускори­телями твердения и применением цементов с повышен­ным тепловыделением (быстротвердеющие и высокома­рочные).

Обыкновенный бетон без добавок солей твердеет только при положительной температуре, а при отрицательной вода в бетоне превращается в лед и процессы гидратации (твер­дения) цемента прекращаются. Однако замерзание воды в период твердения отрицательно сказывается не только на скорости нарастания прочности бетона, но и на конечной его прочности и долговечности.

Прочность бетона окажется тем хуже, чем раньше он был подвергнут замораживанию в период твердения. Причины этого были рассмотрены выше и в общих чертах заключа­ются в том, что в начале твердения бетон еще малопрочен и имеет высокую пористость. Замерзшая вода легко разру­шает стенки пор, нарушает сцепление отдельных цементных зерен между собой и контакты цементного камня с запол­нителями. В результате еще более возрастает пористость и трещиноватость бетона, а отсюда уменьшаются его проч­ность и долговечность.

Опыт показывает, что замерзший бетон сохраняет свои проектные физико-механические показатели после оттаива­ния, если он подвергся замораживанию, достигнув 50%-ной и более марочной прочности. Если же он подвергся замора­живанию раньше, чем достиг такой прочности, то конечные физико-механические свойства бетона будут тем ниже, чем раньше он был заморожен.

Сущность способа термоса заключается в том, что твердение бетона, уложенного на открытом воздухе и затем утепленного, происходит за счет тепла нагретых компонен­тов при приготовлении бетонной смеси, а также тепла, вы­деляемого цементом при твердении. При укладке бетонной смеси в зимних условиях способом термоса основной задачей является не допустить замораживания бетона ранее, чем он достигнет 50 %-ной прочности. Обычно это происходит через 5—7 суток после укладки. За это время должно быть обеспечено твердение бетона в тепло-влажностной среде, независимо от температуры наружного воздуха.

Читайте так же:
Цемент серебряков технические характеристики

Для бетона в конструкциях с большой поверхностью охлаждения, к которым относится дорожное покрытие, в целях сохранения тепла в бетоне на определенный срок боковую опалубку и открытые части бетона покрывают теплоизоляционными материалами (камышитом, соломи­том, войлоком, опилками, пластмассовыми пленками и др.), толщина которых устанавливается теплотехническим рас­четом в зависимости от наружной температуры воздуха и требуемой прочности бетона к моменту удаления теплоизо­ляционного слоя.

Внутренний запас тепла в твердеющем бетоне создают путем подогрева компонентов, составляющих бетонную смесь. В зависимости от температуры наружного воздуха и размеров бетонируемой конструкции предварительно подогревают только воду или одновременно воду и запол­нители.

Температура нагрева воды или воды и заполнителей определяется заданной температурой уложенной бетонной смеси в момент ее теплоизоляции, а также величиной по­терь тепла бетонной смесью в процессе ее приготовления, транспортирования, перегрузки и укладки. Величины этих потерь зависят от температуры наружного воздуха, продол­жительности каждого из указанных процессов и темпера­туры бетонной смеси.

Чтобы бетонная смесь преждевременно не загустела и не нарушилась гидратация цемента, температура смеси не должна превышать 45—50 «С.

При твердении бетона цемент выделяет значительное количество тепла, зависящее от его минералогического со­става. Так, 1 кг портландцемента М400 за 3 суток твердения выделяет 30 ккал тепла, за 7 суток — 40 ккал, за 28 суток — 60 ккал. Тепло, выделяемое цементом, поддерживает поло­жительную температуру твердеющего бетона.

Способом термоса можно повысить технико-эконо­мическую эффективность зимних бетонных работ, если применять быстротвердеющие бетоны, а именно:

— Использовать цементы высокой активности. Одна­
ко, учитывая отрицательную роль С3А на морозостойкость
бетона, содержание его в клинкере цемента не должно быть
более 10%. Наиболее выгодны при этом высокоалитовые
цементы.

— Использовать бетонные смеси с низким водоцемент-
ным отношением (не более 0,5).

— Использовать заполнители высокого качества. Осо­
бенно опасно применять заполнители, загрязненные орга­
ническими примесями. Они не только понижают прочность
бетона, но и замедляют его твердение в раннем возрасте в
результате образования с гидратом окиси кальция легко­
растворимых веществ и замедления процесса твердения
цемента. Заполнители не должны содержать примеси глины
более допустимых нормами.

Увеличивать продолжительность перемешивания
(до известных пределов), что способствует более полному взаимодействию между водой и зернами цемента, вследствие чего ускоряется твердение, увеличивается количество вы­деляемого цементом тепла, повышается прочность бетона, его однородность, удобоукладываемость и долговечность. Продолжительность перемешивания бетонной смеси зимой рекомендуется увеличивать в 1,5 раза.

— Применять интенсивное уплотнение бетонной смеси вибрированием, что позволяет укладывать более жесткую бетонную смесь; при вибрировании частицы бетона рас­полагаются наиболее плотно, из укладываемого бетона вы­тесняются пузырьки воздуха.

При ожидаемой среднесуточной температуре до -3 °С и кратковременном понижении температуры воздуха до —10 °С для твердения бетона допускается применять добавки хлоридов натрия и кальция с обязательным укрытием по­крытия рулонным материалом (например битумированной бумагой, толем, пергамином) и созданием поверх рулонно­го материала теплоизоляционного слоя, обеспечивающего твердение бетона до набора прочности не менее 50% про­ектной марки к моменту замораживания.

В качестве утепляющих материалов, укладываемых поверх рулонных материалов, разрешается применять со­ломенные или камышовые маты, опилки, котельный шлак, песок. Толщина матов должна быть не менее 5 см, толщина слоя шлака, опилок или песка — не менее 10 см. После сня­тия рельс-форм боковые грани плит необходимо засыпать утепляющим материалом.

В случае замерзания бетона при прочности не менее 50 % от проектной теплоизоляционные материалы не сле­дует убирать с покрытия в течение всего зимнего периода, а также одного месяца после полного оттаивания бетона.

Ввиду ускоряющего действия хлористого кальция на процесс схватывания цемента оптимальную величину этой добавки следует устанавливать опытным путем с учетом времени для доставки бетонной смеси на место укладки, ее уплотнения и отделки поверхности покрытия.

По бетонному покрытию, построенному при низких температурах, движение транспортных средств разрешается

открывать, когда бетон достигнет прочности не менее 100% проектной.

2.15.8. Контроль качества работ при устройстве цементобетонных покрытий и оснований

При строительстве бетонного покрытия (основания) должен осуществляться систематический контроль за со­блюдением требований нормативно-технических доку­ментов. Контроль возлагается на инженерно-технический персонал, руководящий работами, и на лабораторию, осу­ществляющую его в соответствии с положением о лабора­ториях в дорожно-строительных организациях.

При приготовлении и укладке бетонной смеси лабора­тория должна контролировать:

состав бетона и назначение дозировки материалов;

правильность хранения материалов;

приготовление бетонной смеси, ее однородность, под­вижность и жесткость;

объем вовлеченного в бетонную смесь воздуха на месте приготовления и укладки;

соответствие прочности и морозостойкости бетона за­данной марке путем изготовления и испытания контроль­ных образцов;

транспортирование, распределение и уплотнение бе­тонной смеси, отделку покрытия, включая устойчивость кромок и боковых граней, толщину и ширину покрытия после прохода скользящей опалубки;

условия твердения и набор прочности бетона в задан­ные сроки;

ведение технической отчетности по контролю качества материалов, приготовления смеси и прочности бетона.

Вопросы для самоконтроля

1. Каков срок службы цементобетонных покрытий без
капитального ремонта?

2. Какие механизмы входят в состав комплекта машин
ДС-110?

3. В чем различие армобетонных и железобетонных по­
крытий.

4. Какими бывают монолитные предварительно напря­
женные покрытия?

5. На чем основан метод термоса?

6. Что контролируют в процессе устройства цементобе-
тонных покрытий?

Последнее изменение этой страницы: 2018-05-30; просмотров: 288.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector