Aby uzyskać wysokiej jakości konstrukcję budowlaną lub Produkty betonowe, konieczne jest przestrzeganie reżimu temperaturowego podczas produkcji, transportu i nalewania mieszanki. Optymalna temperatura, w którym powinno nastąpić utwardzenie i utwardzenie betonu do krytycznej wytrzymałości, wynosi około + 20 °C. Ale w zimnych regionach często konieczne jest przedłużenie sezonu budowlanego w celu oddania budowanego obiektu w wyznaczonym terminie. W tym przypadku na ratunek przychodzą nowoczesne środki technologiczne, które pozwalają na prace betonowe nie tylko w temperaturach nieco powyżej zera, ale nawet do -25 °C.
Wpływ warunków temperaturowych na zachowanie mieszanki betonowej
Beton – jest to mieszanka budowlana, która zawiera następujące główne składniki: spoiwo (w rozważanych przypadkach jest to cement), kruszywa duże i małe, woda. Gdy cement i woda oddziałują, spoiwo jest uwodnione z wydzielaniem ciepła. W takim przypadku przeprowadza się: Wiązanie kamienia cementowego (proces trwa około jednego dnia) i utwardzanie (uzyskanie wytrzymałości w standardowych warunkach zajmuje 28 dni).
Optymalna temperatura środowiska – + 20 °C. w takich warunkach Beton osiąga 70% wytrzymałości w ciągu tygodnia. Najniższa dopuszczalna (bez użycia specjalnych środków) jest temperatura +5 °C. 70% siły w tym przypadku osiąga się w ciągu 3-4 tygodni. Wylewanie betonu w ujemnych temperaturach bez specjalnych technik technologicznych nie jest wykonywane, ponieważ w takich warunkach proces utwardzania mieszaniny nie zachodzi.
W temperaturach ujemnych zachodzi kolejny negatywny proces – wewnątrz betonu rozwijają się siły ciśnienia wewnętrznego. Ich pojawienie się tłumaczy się tym, że woda po zamrożeniu i przekształceniu w lód zwiększa swoją objętość. W rezultacie struktura nieutwardzonego betonu zostaje naruszona, a właściwości wytrzymałościowe produktu betonowego są zmniejszone. Spadek wytrzymałości jest tym większy, im wcześniej nastąpiło zamarznięcie wody. Najbardziej niebezpieczna jest sytuacja, w której woda zamarza na etapie wiązania mieszanki.
Eksperci uważają, że mieszanina jest w stanie wytrzymać pojedyncze zamrożenie, pod warunkiem, że po rozmrożeniu Temperatura powietrza w ciągu trzech następnych dni wyniesie +10 °C i więcej. W każdym razie beton, który przeszedł przez etapy zamrażania i rozmrażania przed osiągnięciem wytrzymałości krytycznej, jest znacznie gorszy pod względem wytrzymałości od materiału, którego hartowanie odbyło się w normalnych warunkach. Spadek temperatury otoczenia po uzyskaniu przez materiał krytycznej wytrzymałości nie wpływa na charakterystykę gotowego produktu betonowego.
Definicja! Krytyczna wytrzymałość betonu w zwykłych konstrukcjach budowlanych nazywana jest wartością równą 50% wytrzymałości rocznika. W przypadku odpowiedzialnych projektów wskaźnik ten wynosi 70%.
W jakich przypadkach praca z betonem w niskich temperaturach jest uzasadniona, a nawet przydatna?
Betonowanie w niskich temperaturach ma następujące zalety:
- Możliwość prowadzenia budowy na luźnych, kruchych glebach. W temperaturach ujemnych zwiększa się wytrzymałość takiej gleby.
- Obniżenie szacunkowych kosztów budowy. W zimnych porach roku materiały są zwykle sprzedawane ze znacznymi rabatami.
- Skrócenie czasu budowy.
Jeśli obiekt budowlany znajduje się w regionie o trudnych warunkach klimatycznych, wówczas prowadzenie prac betonowych w niskich temperaturach dodatnich i ujemnych jest opcją, której uniknięcie jest prawie niemożliwe.
Jakie metody betonowania stosuje się w niskich temperaturach dodatnich i ujemnych
Istnieć kilka gatunków działań technologicznych umożliwiających wykonywanie betonowanie w warunkach temperaturowych, dalekich od optymalnych. Konkretny sposób lub zestaw środków zapewnienia jakości zimowego betonowania jest wybierany na podstawie porównawczych obliczeń wykonalności, które są zwykle przeprowadzane na etapie projektowania obiektu.
Wzrost temperatury składników przed ugniataniem
Jedną z opcji betonowania w niskich temperaturach jest ogrzewanie elementów:
- kruszywa duże i małe – do + 60 °C;
- wody-do + 90 °C;
- cement-tylko do temperatur pokojowych, nie można go podgrzać powyżej, ponieważ straci swoje właściwości ściągające.
Metoda termosu
Podgrzewanie komponentów może być częścią techniki zwanej „gorącym termosem”. W takim przypadku mieszaninę wlewa się do izolowanego szalunku. Ze względu na początkową zawartość ciepła mieszaniny i wydzielanie ciepła podczas hydratacji cementu, tworzone są akceptowalne warunki do wiązania produktu. Izolowane szalunki zatrzymują wydzielane ciepło. Do izolacji termicznej stosuje się: siano, słomę, szmaty. przy betonowaniu zimowym (w temperaturze -5 °C i niższej) izolacja szalunku nie wystarczy. W takim przypadku konieczne będzie jego ogrzewanie jedną z poniższych metod, co pociągnie za sobą dodatkowe koszty materiałowe.
Uwaga! Maksymalne wydzielanie ciepła podczas hydratacji zapewniają wysokiej jakości cementy portlandzkie.
Najskuteczniejsze jest połączenie metody „termosu” i dodatków przeciw zamarzaniu.
Ogrzewanie opalarkami lub piecami w „ciepłowniach”
„Teplyaki” nazywane są tymczasowymi konstrukcjami typu szklarni, w których instalowane są opalarki opalane olejem napędowym lub gazem. Podczas korzystania z tej metody wymagane jest ciągłe zwilżanie powierzchni elementu betonowego. Ta metoda ogrzewania jest stosowana na placach budowy oddalonych od źródeł scentralizowanego zasilania.
Technologie ogrzewania elektrycznego
Jednym ze sposobów podgrzewania utwardzanego betonu jest zastosowanie termomatów elektrycznych, które są układane na powierzchni elementu betonowego i podłączone do źródła zasilania. Reżim temperaturowy pracy termomatów jest określony w dokumentacji projektowej.
W przypadku pionowych i trudno dostępnych elementów betonowych stosuje się promienniki podczerwieni. Intensywność i kierunek ogrzewania są regulowane przez reflektory.
Jedną z nowoczesnych metod ogrzewania elektrycznego jest użycie specjalnych kabli i elektrod, które są układane w szalunku przed wylaniem mieszanki. Jest to kosztowny sposób, który wymaga wstępnego określenia jego ekonomicznej wykonalności.
Dodatki przeciw zamarzaniu do betonowania zimowego
Powszechny sposób układania betonu w niskich temperaturach dodatnich i ujemnych – stosowanie dodatków przeciw zamarzaniu. Dodatki przeciw zamarzaniu mogą być stosowane niezależnie lub być częścią kompleksu środków technologicznych do betonowania zimowego. Takie dodatki dzielą się na dwa główne typy.
Dodatki zmniejszające temperaturę zamarzania wody używanej do mieszania cementu
Kompozycje zapobiegające szybkiej krystalizacji wody i jej przekształceniu w lód obejmują: sole wapnia, sodu, potażu. Reakcja hydratacji przebiega powoli. Aby go przyspieszyć, stosuje się różne metody podgrzewania mieszanki i ogrzewania szalunku.
Dodatki przyspieszające proces utwardzania
Stosowanie tych dodatków łączy się z podgrzewaniem składników. Dodatki skracają okres rekrutacji betonu o krytycznej wytrzymałości, a woda po prostu nie ma czasu na przekształcenie się w lód. Takie dodatki obejmują: azotyn-Azotan wapnia, potaż, mieszaninę soli wapnia i mocznika. Stężenie dodatków przeciw zamarzaniu zależy od temperatury, w której przeprowadza się betonowanie, maksymalna możliwa temperatura ujemna wynosi 25 °C:
- do -10 °C-zawartość dodatków wynosi 5-8 % masy spoiwa;
- -10…-15 °C – 10 %;
- -15 … -25 °C-co najmniej 15%.
Ogólne zalecenia dotyczące betonowania zimowego
Przed rozpoczęciem pracy musisz dokładnie wiedzieć, w jakich warunkach temperaturowych zostaną przeprowadzone. A także musisz przestrzegać następujących wskazówek:
- Szalunek przed betonowaniem należy oczyścić ze śniegu i lodu.
- Zaleca się ogrzewanie gleby i armatury za pomocą opalarek lub promienników podczerwieni. Topniejąca gleba będzie źródłem dodatkowego ciepła dla zestalającej się mieszanki.
- Niezależnie od rodzaju betonowanej konstrukcji ważna jest ciągłość wlewania mieszanki do szalunku.
- Szczególną uwagę należy zwrócić na ogrzewanie cienkościennych konstrukcji, w których mieszanka betonowa bardzo szybko się ochładza.
Właściwy wybór nowoczesnych środków technologicznych zapewniających betonowanie zimowe stworzy trwałą i niezawodną konstrukcję betonową o wymaganej wytrzymałości.
