Заливка бетона в мороз: особенности работы с цементными растворами, противоморозными добавками Применение электропрогрева, тепловых пушек и ИК-нагревателей

• 1 Низкие температуры – негативный фактор при бетонировании
  • 1.1 Особенности работы с цементными растворами при отрицательных температурах
  • 1.2 Противоморозные добавки (ПМД) и их применение
  • 1.3 Применение электропрогрева
• 2 Герметизация раствора полиэтиленовыми пленками и утеплителями
• 3 Применение тепловых пушек и ИК-нагревателей
• 4 Вывод

В этой статье мы обсудим актуальный вопрос можно ли заливать бетон в мороз и как это сделать с наименьшим ущербом для качества конечного результата. Не секрет, что применение цементосодержащих растворов в зимнее время практикуется в промышленном строительстве, так как возведение индивидуальных малоэтажных домов может быть законсервировано до наступления теплого сезона.

Впрочем, из этого правила бывают исключения, и приходится лить бетон в опалубку при минусовых температурах. Рассмотрим, чем это может обернуться и как избежать таких последствий.

На фото — закладка фундамента при минусовых температурах

Низкие температуры – негативный фактор при бетонировании

Теплоизоляция бетонной стяжки

Инструкция зимнего применения цементосодержащих растворов существенно осложняется двумя особенностями, негативно влияющими на темпы схватывания и твердения материала:

• замедление гидратации частиц цемента и, как следствие, увеличение продолжительности сроков, необходимых для набора прочности;
• замерзание воды в составе бетона, в результате чего происходит остановка процесса набора прочности.

Попробуем разобраться с тем, сколько дней после заливки бетон боится мороза и как вышеперечисленные факторы действуют на темпы набора прочности.

Низкие температуры в диапазоне от 0 до +10 градусов затормаживают гидратацию цемента. То есть, частицы цемента медленнее пропитываются водой и медленнее протекают химические реакции, ответственные за интенсивность набора прочности. В итоге, материал не только медленно сохнет, но даже после полного высыхания отличается недостаточными прочностными характеристиками.

Например, при нормальных температурных условиях (+20°С) бетон в течение недели набирает не менее 70% от оптимальных показателей прочности. Аналогичные прочностные показатели, при которых возможна резка железобетона алмазными кругами, при температуре +5°С материал приобретает в течение 4 недель.

На фото — применение бетона с противоморозными добавками

Температурные параметры — это катализатор большинства различных химических процессов и гидратация цемента не является исключением. Поэтому, в процессе изготовления ЖБИ повсеместно применяются разнообразные технологии прогрева цементосодержащих смесей.

К примеру, ранее упомянутые 70% от марочной прочности, при которых можно проводить алмазное бурение отверстий в бетоне, материал набирает в течении 12 часов при температуре 70°С и влажности свыше 80%.

В то время как температура ниже 10 градусов тепла замедляет набор прочности и  схватывание бетона, отрицательная температура полностью останавливает эти процессы. Так как вода в составе раствора частично или полностью вымерзает, протекание химических реакций становится невозможным.

В соответствии с технологией бетонирования частицы цемента должны контактировать с водой в течение всего периода набора прочности. Средний срок необходимый для протекания этого процесса при нормальных климатических условиях составляет 28 суток. Но как уже было сказано, недостаток тепла может негативно повлиять на протекание процесса, а потому к строительству зимой потребуется особый подход.

Особенности работы с цементными растворами при отрицательных температурах

Результат неправильного бетонирования зимой

Так как мы рассматриваем зимнее бетонирование, условимся, что оно проходит при минусовой температуре. Следовательно, нашей основной задачей является предотвращение замерзания воды, входящей в состав раствора.

В настоящее время известно несколько востребованных и действенных способов, позволяющих уберечь воду в цементных растворах от кристаллизации.

Среди этих способов отметим:

• использование противоморозных добавок (ПМД);
• применение электропрогрева
• герметизация раствора полиэтиленовыми пленками и утеплителями;
• применение временных сборных укрытий вокруг опалубки с ИК-нагревателями или тепловыми пушками.

Расскажем о каждом из этих методов подробней.

Противоморозные добавки (ПМД) и их применение

На фото — противоморозные добавки (ПМД)

Такой способ обеспечения оптимальных параметров твердения раствора получил повсеместное распространение. Практически все отечественные профильные предприятия освоили выпуск зимних бетонов с добавками ПМД.

На данный момент выработано несколько вариантов растворов зимнего типа, отличающихся друг от друга процентным содержанием добавок применительно к объему используемого материала.

Среди преимуществ метода отметим следующее:

• Простота применения при производстве бетона своими руками, так как добавки засыпаются в мешалку одновременно с другими компонентами;
• Полная безопасность, в сравнении с тем же электропрогревом;
• Доступная цена ПМД, что положительно сказывается на себестоимости готового объекта.

Применение электропрогрева

Испарение воды в ходе применения электропрогрева

На больших строительных площадках, перед тем как заливать бетон в мороз, обустраивают специальные системы электропрогрева. Для этих целей применяется мощное трансформаторное оборудование мощностью свыше 30 кВт и система термокабелей.

Способу присущи следующие преимущества:

• возможность эффективного прогрева по всей толщине слоя и, как следствие, обеспечение равномерного схватывания смеси;
• возможность ускоренного набора  прочности бетона на больших площадях при температурах до — 20°С;
• приспособленность метода для комбинирования с термоизлированными опалубками.

Среди недостатков отметим высокие энергозатраты и высокую себестоимость бетонирования.

Герметизация раствора полиэтиленовыми пленками и утеплителями

Опалубка ленточного фундамента, прикрытая ПВХ плёнкой

Герметизация и утепление смеси посредством материалов с низкой теплопроводностью на сегодняшний день представляется наиболее рациональным методом работы с бетоном при отрицательных температурах до -3°С.

Процесс твердение и высыхания цементных растворов изотермический. Иначе говоря, при взаимодействии частиц цемента с водой происходит химическая реакция и во внешнюю среду выделяется определённое количество тепла. Таким образом, укрыв опалубку и ее содержимое целлофаном или торфоизолирующим материалом это тепло можно сберечь и применить для обеспечения набора прочности.

Разумеется такой способ — не лучшее решение для сильных морозов. Но при необходимости раствор можно предварительно разогреть, а уже после этого накрывать и тогда строить можно при температуре до -10°С.

Применение тепловых пушек и ИК-нагревателей

Термомат с ИК-нагревателем

Если температура воздуха опускается ниже -15°С, вместо ранее перечисленных способов целесообразно применить более эффективные методы прогрева. К примеру, при строительстве небольших объектов вокруг сооружений, изготавливаемых из монолитного бетона, выстраиваются временные разборные укрытия, внутри которых применяются тепловые пушки.

В отдельных случаях опалубка может оборачиваться термоматами с функцией инфракрасного нагрева. Такая методика достаточно эффективна, но дорога в реализации.

Вывод

Итак, мы рассмотрели особенности бетонирования в зимнее время и выяснили, что минусовая температура воздуха это еще не причина для того чтобы отказываться от строительства. Но если есть такая возможность, будет лучше отложить запланированные работы на более тёплые дни.

Если у вас остались какие-либо вопросы, требующие исчерпывающих объяснений, интересующие ответы вы найдете, посмотрев видео в этой статье.