Работа с цементом при низких температурах

Особенности заливки бетона при минусовой температуре без прогрева

При температуре ниже нуля затвердевание бетонного раствора становится проблематичным. Часто с этим сталкиваются при устройстве фундаментов осенью и зимой. Специалисты уверяют, что заливка бетона при минусовой температуре возможна и без прогрева, но для этого выполняются определенные требования, обеспечивающие правильное затвердевание бетонной смеси.

1. Влияние температуры на твердение бетона
2. Методики бетонирования в зимних условиях
3. Общие рекомендации при заливке

Влияние температуры на твердение бетона

Бетон представляет собой смесь из наполнителей – песка и щебня, скрепленных между собой застывшим цементным молочком. При реакции с водой происходит его гидратация, затем он затвердевает с одновременным испарением воды. Критическая прочность при нормальной температуре набирается в течение одних или полутора суток, в зависимости от влажности окружающего воздуха.

Оптимальной для протекания реакции является температура около 20⁰С, раствор набирает расчетную прочность в течение 28 суток. Чтобы в первые дни вода не улетучивалась слишком быстро, бетон покрывают гидроизоляцией.

При 5⁰С застывание состава замедляется в 2 раза, а при нулевой температуре гидратация прекращается. Если до этого критическая прочность бетона набрана, с ним ничего не случится, он наберет прочность после потепления. Если же до замерзания набор критической прочности не произошел, материал не наберет нужных показателей, и будет крошиться после размораживания. В этом случае заливать любую марку бетона при минусовой температуре нельзя.

Методики бетонирования в зимних условиях

Главным условием правильной заливки бетона при отрицательных температурах является сохранение теплоты, достаточной для обеспечения набора прочности. Популярные способы укладки строительных растворов зимой:

• Предварительный прогрев изготавливаемой смеси;
• Устройство надежной теплоизоляции и уход за раствором;
• Электроподогрев залитого в опалубку бетона;
• Добавка специальных присадок, снижающих температуру замерзания воды и ускоряющих затвердевание.

Таким образом, бетонировать на улице зимой можно без потери показателей прочности, но для этого нужно придерживаться выбранных методик. По затратам использование тепловых пушек является самым нерентабельным вариантом, наиболее дешевой методикой является добавка присадок. Электроподогрев и устройство теплоизоляции представляют собой промежуточные варианты.

Повышение температуры в процессе замеса

Чтобы залить бетон в минусовую температуру, компоненты подогревают. Наполнители нагреваются до 55-60⁰С, а воду подают в раствор при 90⁰С. Цемент перед добавлением разогревается до комнатных температур, иначе он теряет скрепляющие свойства. Перед укладкой температура раствора не должна быть ниже 35⁰С.

При перемешивании требуется использовать бетономешалку, в которую подается сначала нагретая вода, затем наполнители, и только потом цемент. При заливке такой смеси, тепловой энергии монолита хватает, чтобы набрать критическую прочность, с учетом того, что при гидратации цемента выделяется дополнительное тепло.

Подогрев и утепление раствора

При очень низких температурах нагретая смесь требует дополнительного утепления или подогрева. Экономически более целесообразно утепление, при помощи недорогих теплоизолирующих материалов, не требующих дополнительных источников энергии. На бетонированной поверхности выстилают сено или солому, используют старые тряпки, торф, пленку или теплоизолирующие покрывала. Иногда устраиваются так называемые «тепляки» схожие с теплицами.

Если бетонировать при температурах ниже -5⁰С, потребуется дополнительный подогрев. Для этого используются следующие технологии:

• Обогрев тепловыми пушками или печами под тепляками. Это затратный метод, требующий постоянного дополнительного увлажнения. Подходит для площадок, к которым не проведено электричество.
• Применение термоматов, работающих от электричества. Они выкладываются на поверхность залитого бетона и подключаются к источнику тока. Требуют большой объем электроэнергии.
  Инфракрасные излучатели устанавливаются над залитой поверхностью или вокруг опалубки, интенсивность и направление нагрева регулируется отражателями. Подходит для вертикальных и малодоступных конструкций.
• Для прогрева бетонированной площади применяют специальные кабеля или электроды, по которым пропускают электрический ток. Методика удобна при использовании, но требует больших объемов электроэнергии. Установка системы электродов требует больше затрат, поскольку при высыхании сопротивление раствора, который сам является проводником, возрастает.

Введение добавок

Улучшение характеристик раствора специальными присадками, это самый удобный и экономный метод заливки раствора зимой. Применяя его совместно с обогревом, можно ускорить выполнение работ и повысить качество бетона. Различают два основных типа присадок для заливки бетонного раствора зимой:

1. Составы, уменьшающие температуру замерзания воды. Раствор застывает довольно долго, но вода не кристаллизуется, поэтому качество бетона не страдает. Для ускорения реакции требуют теплоизоляции. В этом качестве используют соли кальция или натрия и поташ, которые препятствуют кристаллизации воды.
2. Добавки, увеличивающие скорость затвердевания раствора. Сокращают время, необходимо для набирания бетоном критичной прочности, поэтому вода в прогретой смеси не успевает кристаллизоваться. Применяется нитрит-нитрат кальция, тот же поташ, соли кальция в смеси с мочевиной.

Количество присадок зависит от температурного диапазона, в котором будет производиться заливка бетонной конструкции. От -5 до -10⁰С добавляют до 5-8% от массы цемента. Со снижением температуры до -15⁰С концентрацию увеличивают до 10% по массе от добавленного цемента, а до -25⁰С нужно добавлять не менее 15% добавок.

Общие рекомендации при заливке

Чтобы достигнуть максимальной прочности, нужно знать, при какой температуре заливать бетон, и оптимальные методики обеспечения твердения. Кроме того, требуется правильная подготовка опалубки. Перед заливкой раствора, необходимо тщательно очистить ее от наледи. Грунт и арматуру нужно прогреть, для чего применяются жаровни, тепловые пушки, инфракрасные излучатели и другие устройства. Именно поэтому делать плитные фундаменты в низком температурном диапазоне не рекомендуется, поскольку сложно полностью обогреть все элементы на большой площади.

Работа с ленточным фундаментом в такую погоду вполне возможна. Для этого нужно прогревать траншею постепенно, заливая в нее бетон. После заливки обязательный этап – качественная термоизоляция. Процесс продолжается до тех пор, пока периметр не замкнется. С применением добавок в бетонный раствор и качественной изоляцией ленточный фундамент можно заливать при температуре до -15⁰С.

При работе по укладке бетона, независимо от типа конструкции, нужна непрерывность выполнения работ до полной заливки монолита. Для успешного выполнения работ необходимо рассчитать обеспечить поставку нужного количества раствора и оптимальное число работников.

Заливка частями может привести к неравномерности свойств конструкции и снижению ее качества.

Перед тем, как заливать раствор в опалубку, необходимо убедиться, что его температура оптимальна – в районе 38⁰С. Если она превысит 40 градусов, то скорость затвердевания снизится за счет снижения качества цемента. В результате, для того, чтобы набралась критическая прочность, потребуется слишком много времени, жидкость в растворе рискует замерзнуть, и бетон потеряет свои свойства.

Отвечая на вопрос, возможна ли заливка бетона зимой, можно утверждать – однозначно да. При правильном технологическом подходе эти работы можно проводить при самых низких температурах. Укладка без дополнительного прогрева может производиться при небольших морозах, для этого потребуется хорошая термоизоляция и предварительный нагрев бетонного раствора.

При низких температурах требуется дополнительный прогрев массы бетона. Он осуществляется различными методами, выбирать которые нужно непосредственно на строительной площадке. Затраты на обогрев и теплоизоляцию окупаются, поскольку некондиционный бетон снизит качество всей конструкции.

Работа с цементным раствором при минусовой температуре, какие есть нюансы?

С учетом того, что вода в растворе приводит к замерзанию и преждевременному схватыванию, при работе с цементным раствором при минусовых температурах учитывают следующие нюансы:

• в раствор добавляют противо — замерзающую жидкость;

• после заливки цементного раствора его укрывают матами;

• так же применяют и электрические термо — маты для обогрева.

Применение специальных противо — замерзающих присадок, и электрических матов даёт гарантию качественного выполнения работ. Конечно же есть и более дешевый способ. Достаточно просто укрыть бетон любым теплоизолирующим материалом, который к тому же не продувается, и тогда имеющееся в цементном растворе тепло, еще долгое время будет сохраняться под слоем изоляции.

Скорость схватывания бетона тем ниже, чем ниже температура среды, его окружающей, например, при +19 градусах она в 5 раз выше, чем при +4 градусах. При 0 градусов и вовсе замедляется практически на порядок.

Цементный раствор, используемый в мороз, что с ним происходит: вода начинает превращаться в свое твердое агрегатное состояние — лед, соответственно, твердеть раствор будет крайне медленно, потом это будет проблемой, да и вода, превращаясь в лед, как известно, в объеме увеличивается, разрушая правильную структуру раствора (кристаллическую решетку) с резким падением прочности. После оттаивания пойдет процесс трещинообразования и отслаивания арматуры.

Что нужно делать, чтобы работать с цементным раствором при минусовой температуре:

• воду обязательно нужно подогревать;
• песок, используемый для приготовления раствора, следует брать из помещения, если он был на улице при минусовых температурах, то он нуждается в предварительном прогревании;
• есть необходимость в противоморозных добавках, которые не дадут воде замерзнуть;
• если возможность есть, то место проведения работ укрывают защитным шатром, который греют изнутри;
• если не укрывать, то после того, как работы выполнены, место их проведения изолируют полиэтиленом или матами из соломы. Крайне важно, чтобы бетон не обледенел. Вообще, работы лучше днем делать, когда максимум по температуре, а к вечеру проводить утепление.

При какой температуре можно заливать бетон? Минимум тут +5 градусов, если же на улице, предположим -1 градус, то температура самого цементного раствора не должна быть ниже +5 градусов. В 2012 году выпущен ГОСТ по номером 10060, который регламентирует морозостойкость бетона, разделяя его на 5 групп:

Какие бывают добавки для раствора, чтобы укладывать его при минусовых температурах:

Neomid Stop Moroz, российский производитель, выпускается в пластиковых, на 3 килограмма, емкостях:

Можно использовать поташ, используют и соль (хлорид натрия), но в этом случае не избежать образования ржавчины на железной арматуре.

Нитрит натрия, химическая формула — NaNO2, называется он еще азотнокислый натрий:

В раствор ее добавляют в процентном соотношении от 1 до 3%, иногда и до 10% в зависимости от вида бетона и температуры. У бетона уменьшается водная проницаемость, вода замерзает при более низкой температуре, используется при температурах вплоть до -15 градусов. Сам по себе — это порошок такой, мелко зернистый, его обычно растворяют в воде, но иногда засыпают и в сухом виде, бетон при этом может изменять свой оттенок.

Добавки в бетон при минусовых температурах – принцип действия и составы

Согласно строительным нормам, понятие зимних условий несколько отличается от общепринятых, календарных. В частности холодным временем принято считать условия со среднесуточной температурой около +5ºС и возможностью ночного понижения до 0ºС. Как известно при низких температурах вода кристаллизуется и процессы гидратации в цементно-содержащих составах значительно замедляются или вообще приостанавливаются.

Но на большей территории нашей страны это время является достаточно продолжительным. Останавливать работу и ждать когда потеплеет нерентабельно. Поэтому с момента появления бетона специалисты ищут решение данной проблемы.

Фото противоморозной добавки.

Распространенные виды заливки бетона на холоде

До недавнего времени, наиболее распространенным и действенным считался способ предварительного разогрева составляющих раствора до определенной температуры, после чего готовился теплый раствор и заливался.

Температура монолита поддерживалась искусственным путем до набора прочности не менее 50%.

Схема парогенератора для прогрева бетона.

• Но с каждым годом цена на энергоносители растет, и такие технологии сильно увеличивают себестоимость строительства. Здесь уже не столь важно, чем разогревать бетон — электричеством, паром или иными энергоемкими способами.
• В середине прошлого века нашим ученым И.А.Кириенко был предложен еще один действенный способ прогрева монолита. Условно его назвали методом «Термоса». Общая инструкция достаточно проста, вокруг ЖБИ создается теплоизолирующее покрывало. В зависимости от температуры окружающей среды бетон мог прогреваться за счет внутренних процессов или энергоносителем извне.
• В последнее же время наука сделала качественный рывок в создании химически активных добавок, которые позволяют вести работы при круглосуточной минусовой температуре. Безусловно, это очень удобно, присадок существует несколько и о наиболее распространенных мы сейчас побеседуем.

Принцип действия и виды морозостойких составов

Загрузка в бетономешалку.

Что добавлять в бетон при минусовой температуре, вопрос далеко не праздный. Полностью, на 100% универсального состава не существует.

Выбор зависит от многих факторов, прежде всего от самой температуры.

• Также большое влияние оказывает размер монолита. Плюс следует учесть предназначение изделия, дело в том, что разные добавки могут менять некоторые физические качества бетона и то, что подойдет для ленточного фундамента в частном доме, может не подойти для возведения моста или крупного наливного цоколя.

Прогрев методом «Термос».

Как это работает

Как известно основной задачей воды в растворе является создание условий для кристаллизации составляющих раствора, силикатов, алюминатов и так далее. На языке профессионалов это называется гидратацией цемента.

Наиболее комфортно, без добавок, раствор застывает при температуре 15 — 20 ºС, все что выше и особенно ниже, нуждается в создании специальных условий.

• Главной задачей подобного рода присадок является снижение периода схватывания раствора и уменьшение времени созревания бетона при низких температурах. То есть снизить уровень замерзания воды и при этом не навредить остальным процессам, происходящим в растворе.

Зависимость набора прочности от температуры.

Распространенные составы и способы работы

• Наиболее распространенными материалами для изготовления морозоустойчивых присадок смело можно считать соли монокарбоновых кислот, среди профессионалов этот состав известен как «Поташ». Цена на данные составы на отечественном рынке вполне приемлемая.
• Когда выполняется заливка бетона при минусовой температуре добавки монокарбоновых кислот, должны строго дозироваться. Для каждой температуры количество присадок разное, Такими добавками можно подготовить раствор к температуре до минус 30ºС. Чем ниже температура, тем больше состава потребуется.

Соль монокарбоновой кислоты.

Важно: как говорилось ранее, присадка при неграмотном использовании может понизить другие характеристики раствора.
Поэтому принцип, чем больше, тем лучше здесь может навредить.

• Следующим лидером нашего рынка является нитрит натрия. Цена на него также не сильно высока, но это вещество обладает сильным, едким, неприятным запахом. Кроме того данный состав легко может воспламениться. При контакте с некоторыми видами современных пластификаторов могут выделяться ядовитые, токсичные газы.

• Максимальная температура, которую может держать нитрат натрия, составляет не ниже -15ºС. Специалисты рекомендуют его использование при приготовлении растворов на портландцементе или на шлакопортландцементе. Добавлять эту присадку в глиноземистые цементы строго запрещено.
• Широкий спектр использования имеет формиат натрия и нитрат кальция. Кроме производства ЖБИ, эти присадки могут применяться в штукатурных растворах и растворах предназначенных для кладки кирпича. Но данные составы используются только в комплексе с пластификатором, так как из-за скопления солей, в монолите могут образовываться пустоты и высолы.

Важно: растворы с добавлением присадок должны готовиться своими руками при температуре не ниже 5 — 10 ºС.
Кроме того, они не могут долго храниться, раствор нужно использовать в течение часа после замешивания.

• Не стоит забывать об отечественных производителях, добавки из линейки морозо-пласт, морозо-стирол и т.д. Являются составами комплексного действия, после заливки благодаря процессам, происходящим внутри монолита, температура поддерживается естественным образом и при небольших морозах, вам достаточно просто хорошо укрыть бетон.

Зависимость от марки бетона

Конструкции для электроподогрева монолита.

• По нормам СНиП 111-1-76, мороз опасен для бетона только на стадии набора прочности. Поддерживать определенную температуру в монолите нужно до определенного % крепости. Для каждой марки бетона этот процент индивидуален.
• После того, как монолит схватился, замораживание ему уже не настолько страшно, но и эксплуатировать ЖБИ еще не рекомендуется. Дело в том, что после оттаивания, изделие естественным путем будет дозревать. Активная фаза застывания монолита идет в течение 27 суток. После этого укрепление будет продолжаться еще несколько лет, но гораздо медленнее.
• Если в состав не вводились морозоустойчивые присадки, то для растворов с маркой М150 достаточно 50% прочности. Марки М200 – М300, могут замораживаться при 40% прочности. Для М400 и более, достаточно 30%. Но при использовании присадки, допустимая прочность перед замораживанием падает в среднем на 10%.

Совет: время вымешивания состава в зимних условиях должно быть увеличено минимум в 2 раза.

Мифы, связанные с добавками

График прогрева бетонного монолита.

• В широком использовании данный вид присадок появился не так давно. Народ еще не успел, как следует разобраться в том насколько это удобно и на этой благодатной почве родилось несколько предубеждений.
• Первый распространенный миф родился уже давно, периодически с появлением каждого нового состава подымается данный вопрос, не стали исключением и морозоустойчивые добавки. Кустарные мастера «авторитетно» заявляют о том, что такие добавки вызывают повышенную коррозию арматурного каркаса.
• Возьмем самый простой и доступный в России нитрит натрия. Любой средний химик или специалист по металловеденью вам скажет, что это один из ингибиторов способных замедлять процессы коррозии. Более того, в соединении с пластификаторами и усадочными добавками для работы с монолитами, в виду повышения крепости может применяться только алмазное бурение отверстий в бетоне, а также резка железобетона алмазными кругами.

Соотношение компонентов в разных марках чистого бетона.

• Вторым распространенным мифом можно назвать снижение прочности бетона. Родилось это утверждение из-за того, что на первых этапах схватывания раствора действительно наблюдается некоторое запоздание по сравнению с чистым бетоном. Но зато впоследствии скорость набора прочности значительно увеличивается. Особенно это относится к комбинированным составам.
• Все специалисты, с самого начала советуют одно, внимательно изучить инструкцию. При недостаточном количестве присадки в растворе, он может замерзнуть. Но если заложить чрезмерно много добавки, то вы рискуете увеличить время схватывания или потерять определенный процент крепости из-за образования газов.

На видео в этой статье вы можете открыть для себя много полезных мелочей.

Вывод

В качестве вывода хочется отметить, когда вы решаете что добавить в бетон при минусовой температуре, не забывайте о том, что в этой сфере производства контрафактная продукция, к сожалению еще не исчезла с прилавков. Заложив неизвестно что в фундамент зимой, вы рискуете переделывать всю работу летом, тем более что цена на настоящие, качественные составы вполне доступная.

Воздействие температуры на бетон

Ещё в начале прошлого века работы с бетонными смесями были сезонными. В зимний период укладка бетона не производилась из-за потери прочностных характеристик этого стройматериала. Строители пытались разными способами сдвинуть график работ по укладке бетона ближе к началу стойких заморозков. Для этого поверхность бетонного монолита утеплялась при помощи различных органических материалов: древесных опилок, торфяной крошки, сплетенных для этой цели камышовых матов.

Параллельно учёными предпринимались попытки создать бетон, температура схватывания которого была бы ниже нуля градусов. Но поскольку выигрыш во времени строителей не устраивал, продолжался поиск альтернативного утепления (подогрева) бетона при минусовых температурах.

Приемлемая температура смеси

В ходе исследований учёные определили, какая температура бетона наиболее оптимальна для получения качественных конструкций. Её значения находятся в интервале между +5 и +15 градусов. Пограничные показатели, которые прорабатывались исследователями, — минус 20 и плюс 45 град. При значениях наружного воздуха от +5 до -3 град. температура свежеприготовленного продукта не допускается ниже +5 град. Эти показатели подходят для цементной массы в 240 кг/куб. м (при марке М200 и больше). Если цемента используется меньше, температурный показатель смеси должен соответствовать +10 град. или выше.

Способы повышения температуры схватывания бетона

При необходимости в зимний период заливать бетон температура смеси может быть повышена следующими способами:

* за счет применения подогретой воды;

* при помощи ввода в смесь морозостойких добавок;

* с помощью электроподогрева;

* методом пропаривания бетонных конструкций в стационарных условиях в специальных автоклавах до набора прочности 80-85%;

* с помощью электропрогрева бетонного монолита, имеющего в своём составе арматуру. При этом коммутация электродов производится по всей площади соприкосновения арматуры с бетоном при подключении тока небольшого напряжения;

* путём использования тепловых пушек с ограждением бетонной смеси.

В зимнее время рекомендуется осуществлять бетонные работы при наружной температуре до -15°С. Обязательно использование противоморозных добавок и способов по прогреву и уходу за бетоном при отрицательных температурах.

• 
• 
• 

Зависимость качества бетона от наружного воздуха

Меняется ли прочность бетона от температуры снаружи? Конечно. При работе со стройматериалом в зимний сезон химическая реакция, сопровождающая набор прочности, затухает. Следовательно, при отрицательных температурах затвердение прекратится. «Спасут» смесь добавки в виде различных солей, способные остановить образование льда.

Бывает ситуация, когда продукт начал схватываться, но потом замёрз. В этом случае после оттаивания он затвердеет только при отсутствии внутренних повреждений замерзающей водой. Специалисты допускают одноразовый цикл заморозки-оттаивания при соблюдении условия: температура смеси в течение трёх суток не должна опускаться ниже +10 градусов.

Если знать определённые требования, то зимой бетонирование можно произвести не хуже, чем в самый благоприятный период. Первое условие — грамотная доставка материала. Наилучший вариант — использовать доставку бетона миксером. Второе — соорудить утеплённую опалубку, ещё лучше позаботиться об обогреве бетонированной площади.

Говоря о том, при какой температуре заливать бетон в летний период, следует отметить факт понижения прочности продукта при +30 градусов. Практическим выходом из положения является увлажнение поверхности бетона водой. В летний период из-за испаряющейся влаги бетон делают более жидким. И конечно же следует сообщить при какой температуре заливать бетон зимой — рекомендуется выполнить все работы до -15С.

Реагируя на воздействие температуры, бетон летом схватывается более равномерно в сырую и прохладную погоду. А если работы производятся в дождливый период, то устойчивость материала к влаге повышают специальным цементом. Чтобы раствор не размыло, площадку накрывают полиэтиленом. Однако в сильные дожди вести бетонные работы под открытым небом не рекомендуется. Если строительство начинается в новой климатической зоне, то специалисты советуют испытать бетон на прочность в лабораторных условиях или на стройплощадке.

Влияющая на бетон температура воздуха — не единственный фактор воздействия на данный материал. Качество продукта зависит от влажности окружающей среды, солнечной радиации, скорости ветра и способов ухода за уложенной смесью.

А теперь, коротко:

— При какой температуре можно заливать бетон? (на улице/ в фундамент/ зимой и летом)?
Оптимальная температура — от 5 до 20 градусов C выше ноля. С использованием добавок и прогревом бетона в зимний период до минус 20 градусов С.

— До какой температуры можно заливать бетон зимой? Можно ли заливать при минусовых температурах?
Работать с бетоном можно и в зимнее время. Необходим заводской раствор хорошего качества, противоморозные добавки в определенных пропорциях. Также необходимо использовать способы защиты и нагрева бетона — укрытие от снега, нагрев тепловым пушками, электродами и др.способами.

— Зависит ли прочность бетона от температуры?
Да, зависит. Чем больше температура не соответствует оптимальной, тем больше страдают показатели бетона. Смотрите график выше.

— До какой температуры можно заливать бетон без добавок?
Рекомендуется использовать добавки при среднесуточной температуре ниже +5 °С

Заливка бетона зимой возможна. Приобретайте качественный бетон и всё пройдет удачно, ваша постройка выдержит любые температуры!

Дополнительные вопросы вы всегда можете задать нашим специалистам по телефону 8(495)7214695.

Заливка бетона зимой — Видео