Температура бетон: Температура бетона

Содержание

Температура бетона

Бетонирование при низкой тепрературе
При низкой температуре наблюдается замедление схватывания и нарастания прочности бетона. При среднесуточной температуре + 5 °C требуется в два раза больше времени, чтобы бетон достиг такой же прочности, как при температуре +20 °C. При температуре, близкой к температуре замерзания, набор прочности бетона практически прекращается. Если свежий бетон замерзает, то его структура может  разрушиться.  Неиспользованная при гидратации цемента избыточная вода образует в твердеющем  бетоне систему капиллярных пор.
При воздействии мороза вода, находящаяся в порах, полностью или частично замерзает, а образуемый в результате замерзания лед оказывает давление на стенки пор, которые могут привести к разрушению их структуры. Замерзание бетона в раннем возрасте влечет за собой значительное понижение его прочности после оттаивания и в процессе дальнейшего твердения по сравнению с нормально твердевшим бетоном.

Это происходит из-за разрыва кристаллами льда связей между поверхностью зернистого заполнителя и цементным клеем (цементным камнем).
Устойчивости свежеуложенного бетона к замерзанию можно добиться специальным составом бетонной смеси и требуемыми сроками твердения бетона при положительной температуре.

Таблица. Время твердения бетона, необходимое для достижения достаточной стойкости к замерзанию (директива RILEM)

 

Температура бетона (среднесуточная температура)

Класс прочности цемента

5 °C

12 °C

20 °C

 

Необходимое время твердения (дни) для достижения устойчивости к замерзанию бетона с водоцементным отношением 0,60

 М400 Д20 32,5Н (32,5N)

5

3 ½

2

32,5R

(быстротвердеющий)

2

1 ½

1

42,5N

2

1 ½

1

45,5R (быстротвердеющий)

¾

½

½

 

Таблица. Время твердения бетона, необходимое для достижения достаточной стойкости к замерзанию (Адаптировано с упрощением из таблицы №6 СНиП 3.03.01-87

)

Класс (марка) бетона

Прочность бетона монолитных конструкций к моменту замерзания, %

Количество суток выдержки бетона при температуре бетона

 

 

+5°C

+10°C

В7,5-В10 (М100)

50

14

10

В12,5-В25

(M150 – М350)

40

9

6

В30 (М400) и выше

30

6

4

Бетон в водонасыщенным состоянии с попеременными циклами замораживания

70

25

20

Бетон с противоморозными добавками, рассчитанными на определенную температуру

20

4

3

 

К эффективным мерам для производства работ по бетонированию принизких температурах относятся:

  • использование цемента с быстрым набором прочности (литера “R”  в классе прочности),
  • повышение содержания цемента в бетонной смеси,
  • снижение водоцементного отношения,
  • предварительный подогрев заполнителей (до + 35°C) и воды (до + 70°C) для бетонной смеси [таблица 6 СНиП 3.
    03.01-87] ,
  • использование противоморозных и воздухововлекающих добавок.

При применении подогрева бетона нельзя нагревать его до температур выше +30°C. При применении горячей воды с температурой до + 70°C ее предварительно следует смешать с зернистым заполнителем (до введения цемента в бетонную смесь), чтобы не «запарить» цемент. Для этого соблюдают следующую очередность загрузки материалов в бетоносмеситель:

  • одновременно с заполнителем подают основную часть нагретой воды,
  •  после нескольких оборотов подают цемент и заливают остальную часть воды,
  • продолжительность перемешивания увеличивают в 1,25 -1,5 раза по сравнению с летними нормами для получения более однородной смеси (минимум 1,5 — 2 минуты), 
  • продолжительность вибрирования бетонной смеси увеличивают в 1,25 раза.

При предварительном разогреве бетонной смеси, а также при применении бетона с противоморозными добавками допускается укладывать смесь на неотогретое непучинистое основание (песчаную подушку) или старый бетон, если по расчету в зоне контакта на протяжении расчетного периода выдерживания бетона не произойдет его замерзания [пункт 2. 56  СНиП 3.03.01-87].  После укладки бетона и вибрирования, его необходимо укрыть полимерной пленкой и теплоизолирующими материалами (в том числе возможно использование снега), чтобы сохранить выделяющееся тепло при гидратации цемента (на протяжении 3-7 суток в нормальных условиях).  При морозах следует построить над фундаментом парник и подогревать его.

Для самодеятельных дачных строителей без опыта можно рекомендовать придерживаться следующего правила: производить бетонные работы при ожидаемых среднесуточных температурах в пределах 28 суток от момента заливки фундамента ниже +5°C не рекомендуется.
Также следует помнить, что не допускается оставлять малозаглубленные (незаглубленные) фундаменты незагруженными на зимний период. Если это условие по каким-либо обстоятельствам оказывается невыполнимым, вокруг фунда­ментов следует устраивать временно теплоизоляционные покрытия из опилок, шлака, керамзита, шлаковаты, соломы и других материалов, предохраняющих грунт от промерзания [пункт 6. 6 ВСН 29-85]. Выпуски арматуры забетонированных конструкций должны быть укрыты или утеплены на высоту (длину) не менее чем 0,5 м.

 

Бетонирование при высокой температуре


Повышение температуры бетона активизирует взаимодействие воды и цемента и ускоряет твердение бетона. С другой стороны, избыточный нагрев бетонной смеси  приводит к расширению, которое фиксируется при схватывании бетона и твердении цементного камня. В дальнейшем, при охлаждении бетон сжимается, однако возникшая структура препятствует этому, и в бетоне возникают остаточные напряжения и деформации. Обычно бетон сильнее нагревается с поверхности, поэтому и избыточное напряжение в первую очередь возникает у его поверхности, где могут образовываться трещины. Критический период времени, когда в бетоне образуются усадочные трещины, часто начинается через час после приготовления бетонной смеси и может продолжаться от 4 до 16 часов. (Усадка пористых ячеистых бетонов протекает по другим механизмам).
При прогнозируемой среднесуточной температуре воздуха выше + 25°C и относительной влажности воздуха менее 50%  для бетонирования рекомендуется использовать быстротвердеющие портландцементы, марка которых должна превышать марочную прочность бетона не менее чем в 1,5 раза.  Для бетонов класса В22,5 и выше допускается применять цементы, марка которых превышает марочную прочность бетона менее чем в 1,5 раза при условии применения пластифицированных портландцементов или введения пластифицирующих добавок [пункт 2.63 СНиП 3.03.01-87].  Либо использовать добавки, замедляющие сроки твердения бетона.
Также разумным может быть укладка бетона в утреннее, вечернее или ночное время при падении температуры воздуха и исключения воздействия на бетонную смесь солнечных лучей.
При бетонировании температура поверхности бетона не должна превышать + 30 +35°C. При появлении на поверхности уложенного бетона трещин вследствие пластической усадки допускается его повторное поверхностное вибрирование не позднее чем через 0,5-1 ч после окончания укладки.   В особых случаях для охлаждения бетона можно использовать чешуйчатый лед.
Свежеуложенную бетонную смесь надо защищать от обезвоживания из-за воздействия температуры воздуха, солнечных лучей и ветра. После набора бетоном прочности 0,5 МПа, уход за бетоном должен заключаться в обеспечении постоянного влажного состояния поверхности путем устройства влагоемкого покрытия и его постоянного увлажнения, выдерживания открытых поверхностей бетона под слоем воды или  непрерывного распыления влаги над поверхностью конструкций с помощью распылителя для газонов или перфорированного шланга. При этом только периодический полив водой открытых поверхностей твердеющих бетонных и железобетонных конструкций не допускается.
Во избежание возможного возникновения термонапряженного состояния в монолитных конструкциях при прямом воздействии солнечных лучей свежеуложенный бетон следует защищать отражающей (фольгированной) полимерной пленкой или бумагой в комбинации с теплоизолирующими материалами. При использовании деревянной опалубки, ее также нужно постоянно поливать водой.
Особенно актуальны меры по охлаждению твердеющего бетона при минимальном размере сечения фундаментной ленты 80 см и более. В этом случае при гидратации выделяется слишком много тепла и перегрев бетона и последующее образование трещин возможно даже при обычных температурных условиях.

Условия твердения бетона и уход за ним

В процессе твердения в бетоне протекают реакции гидратации, в ходе которых минералы цемента, взаимодействуя с водой, образуют новые соединения. Обезвоживание бетона в ранние сроки в результате испарения может замедлить или прекратить процесс твердения и привести к недобору прочности, а также вызвать большие его усадки и растрескивание.

При благоприятных условиях твердения прочность бетона непрерывно повышается. Для нормального твердения бетона необходима положительная температура 20±2°С с относительной влажностью окружающего воздуха не менее 90%.

При нормальных условиях твердения нарастание прочности бетона происходит довольно быстро и бетон (на портландцементе) через 7—14 дней после приготовления набирает 60—70% своей 28-дневной прочности. Затем рост прочности замедляется.

Если бетон твердеет все время в воде, то его прочность будет выше, чем при твердении на воздухе. При твердении бетона в сухой среде вода из него через несколько месяцев испарится и тогда твердение практически прекратится. Объясняется это тем, что внутренняя часть многих зерен цемента не успевает вступить в реакцию с водой. Поэтому для достижения бетоном необходимой прочности нельзя допускать его преждевременного высыхания. В теплую сухую и ветреную погоду углы, ребра и открытые поверхности бетона высыхают быстрее, чем внутренние его части. Необходимо предохранить эти элементы от высыхания и дать им возможность достигнуть заданной прочности.

При твердении бетона всегда изменяется его объем. При твердении бетон дает усадку, которая в поверхностных зонах происходит быстрее, чем внутри, поэтому при недостаточной влажности бетона в период твердения на его поверхности появляются мелкие усадочные трещины. Кроме того, трещинообразование возможно в результате неравномерного разогрева бетонного блока вследствие выделения тепла при схватывании и твердении цемента. Трещины снижают качество, прочность и долговечность бетона.

Рост прочности бетона в значительной степени зависит от температуры, при которой происходит твердение. Твердение бетона при температуре ниже нормальной замедляется, а при температуре ниже 0°С практически прекращается; наоборот, при повышенной температуре и достаточной влажности процесс твердения ускоряется.

Продолжительность твердения имеет большое практическое значение при бетонных работах. Ускорять твердение необходимо, когда требуется быстро нагрузить конструкции эксплуатационной нагрузкой или распалубить в ранние сроки, а главным образом при работах зимой и изготовлении бетонных и железобетонных изделий.

Для ускорения твердения бетона применяют добавки-ускорители, вводимые при приготовлении бетонной смеси. Оптимальное содержание добавок-ускорителей устанавливается экспериментальным путем строительной лабораторией.

Чтобы свежеуложенный бетон получил требуемую прочность в назначенный срок, за ним необходим правильный уход: поддержание его во влажном состоянии, предохранение от сотрясений, повреждений, ударов, а также от резких изменений температуры.

Отсутствие ухода может привести к получению низкокачественного, дефектного и непригодного бетона, а иногда к разрушению конструкции несмотря на хорошее качество применяемых материалов, правильно подобранный состав смеси и тщательное бетонирование. Особенно важен уход за бетоном в течение первых дней после укладки. Недостатки ухода в первые дни могут настолько ухудшить качество бетона, что практически их нельзя будет исправить даже тщательным уходом в последующие дни.

Благоприятные температурно-влажностные условия для твердения бетона обеспечивают путем предохранения его от вредного воздействия ветра и прямых солнечных лучей, систематической поливкой. Для этого открытые поверхности свежеуложенного бетона укрывают полиэтиленовой пленкой и поливают водой. В зависимости от климатических условий частота поливки должна быть такой, чтобы поверхность бетона в период ухода все время была во влажном состоянии. В сухую погоду открытые поверхности поддерживают во влажном состоянии до достижения бетоном 50—70% проектной прочности.

В жаркую погоду поливают также деревянную опалубку. При снятии опалубки до истечения срока поливки (например, опалубки колонн, стен, боковых щитов балок) поливают и распалубленные вертикальные поверхности бетонных конструкций. Наиболее эффективно вертикальные и круто наклонные поверхности поливать непрерывным потоком воды через систему трубок с мелкими отверстиями. В жарком сухом климате этот способ полива применяют обязательно. При температуре ниже +5° бетон не поливают.

Низкая температура является главной проблемой сопровождающей зимнее бетонирование. Для начала стоит упомянуть  каким образом отрицательная температура может повлиять на процесс схватывания и твердения бетона. Существует две основных причины:

— затормаживание процесса гидратации цемента (увеличение сроков набора прочности бетона)

— вымерзание воды, входящей в состав бетона (полная остановка процесса набора прочности)

   Низкая температура (0 − +10 градусов) существенно затормаживает процесс гидратации цемента, то есть растягиваются сроки набора прочности бетона. К примеру: в нормальных условиях (+20 градусов Цельсия) за неделю бетон набирает до 70% прочности. При температуре окружающего воздуха +5 градусов, срок набора 70% марочной прочности бетона может растянуться на 3-4 недели. В такую погоду рекомендовано добавление добавок, ускоряющих гидратацию, чтобы бетон ускоренными темпами набирал марочную прочность.

   И если низкая положительная температура тормозит процесс схватывания и набора прочности бетона, то отрицательная — полностью его останавливает. Причина тому – вымерзание воды в молодом бетоне. Сам процесс гидратации цемента невозможен в отсутствие воды. Вода является необходимым компонентом для образования цементного камня. Цемент должен находиться в контакте с водой (влагой) в течение всего времени созревания.

    При бетонировании в отрицательных температурах, основная задача – не дать замерзнуть воде, входящей в состав бетона. 

Существует несколько основных способов сохранения воды затворения бетона от вымерзания:

— применение противоморозных добавок в бетон (ПМД)

— использование электропрогрева бетона

— укрывание бетона пленкой ПВХ, утеплителями и т. п.

— сооружение временного укрытия с прогревом тепловыми пушками.

   Применение противоморозных добавок в бетон — наиболее распространённый способ, применяемый при бетонировании в зимних условиях. Так называемый зимний бетон производится в различных вариациях, отличающихся между собой процентным содержанием добавок. Роль химических добавок – активировать процессы твердения и понизить температуру замерзания жидкой фазы. Кроме этого строитель должен помнить:

— чтобы обеспечить твердение бетона в теплой и влажной среде до набора критической прочности, внутренний запас теплоты в бетоне  создают   путем подогрева материалов, составляющих   бетонную смесь;

— после окончания укладки смеси поверхность бетона нужно сразу же утеплить щитами или матами, что поможет сохранить теплоту выделяющуюся при химической реакции цемента с водой (экзотермия цемента) и поддерживать необходимые условия для твердения бетона. Изолированный от холодного воздуха бетон твердеет за счет тепла, внесенного в бетонную смесь при ее приготовлении, а также тепла, выделяемого в процессе экзотермической реакции твердения цементного теста;

— запрещается применять смерзшийся заполнитель.

   Электропрогрев бетона чаще применяется на стройках, где имеется техническая возможность использовать трансформаторы большой мощности (30-80 кВт).  Электрический прогрев бетона зимой  лучший метод, при проведении монолитных работ.

   Укрывание бетона – наиболее рациональный метод бетонирования в зимнее время, при граничных температурах воздуха +3 − -3. Схватывание и твердение бетона – изотермический процесс, то есть: при застывании и наборе прочности, цемент, контактируя с водой, выделяет тепло. Для этого необходимо свежеотлитую конструкцию из бетона укрыть ПВХ плёнкой, или утеплителем. В некоторых случаях, если при бетонировании в зимнее время применялся обычный бетон без противоморозных добавок, а температура воздуха резко упала до низких минусовых значений (-5 − -15º) целесообразно использовать газовые или электрические пушки.

  Если будет использоваться дополнительный прогрев тепловыми пушками, то укрытие из плёнки ПВХ укладывается не на поверхность бетона, а на временный каркас из досок, брусков и т. п . Создаётся нечто наподобие низкой «палатки» или «шатра» над бетонной конструкцией и под это укрытие ставятся тепловые пушки. Чем выше будет температура под шатром, тем быстрее будет идти процесс набора прочности, и соответственно, раньше можно будет прекратить прогрев.

Движение людей по забетонированным конструкциям, а также установка на них лесов и опалубки допускается только тогда, когда бетон достигает прочности не менее 1,5 МПа. Движение автотранспорта и бетоноукладочных машин по забетонированной конструкции допускается только по достижении бетоном прочности, предусмотренной проектом производства работ.

При какой температуре заливают бетон, оптимальная температура твердения бетона

Одним из важных критериев набора бетоном требуемой прочности (прочность на сжатие) является температура его твердения. Несоблюдения температурного режима на строительной площадке может вылиться в значительное увеличение сроков сдачи объекта или, что значительно хуже, в изъяны будущей конструкции.

Именно поэтому еще на этапе планирования монолитных работ необходимо четко уяснить, при какой температуре заливают бетон. За эталонные условия, при которых бетон набирает максимальную (марочную) прочность за 28 суток принято считать +20°C. Этот показатель обозначается R28 и принимается равным единице при данных условиях. В других ситуациях прочность принимает дробное значение. Так 0,3 R28 означает 30% проектной прочности.

Зависимость прочности бетона от температуры и времени выдерживания представлена в таблице:

Прочность бетона от температуры и времени

Время твердения бетона, сут Относительная прочность бетона при температуре твердения
-3°C 0°C 5°C 10°C 20°C 30°C
1 0,03 0,05 0,12 0,21 0,34 0,37
2 0,06 0,12 0,19 0,32 0,5 0,52
3 0,08 0,18 0,23 0,38 0,6 0,6
7 0,15 0,28 0,31 0,51 0,78 0,75
14 0,2 0,3 0,37 0,6 0,9 0,85
28 0,25 0,36 0,43 0,7 1,0 0,93
56 0,3 0,4 0,49 0,79 1,08 1,0

Данные в таблице приведены для лабораторных условий и марок цементов, имеющих нормальную скорость твердения. В реальных же условиях и температура меняется в значительных диапазонах, и раствор может иметь разные характеристики. Поэтому рекомендуется немного увеличивать сроки выдерживания.

Заливка бетона при низких и высоких температурах

Основной совет, который можно дать людям, которые строят что-то своими руками, не прибегая к профессиональной помощи и технике, это заливать бетон летом при температурах выше 10°C (в крайнем случае – выше 5°C). Тогда бетон затвердеет в нужной степени за достаточно короткий срок.

Если же температура за время выдерживания может опуститься ниже 5°C, то следует подумать о технологиях прогрева бетона или сохранения выделяемого им тепла. Особенно это актуально в первые дни, когда происходит схватывание. Если в это время вода в растворе кристализуется, то лед попросту разорвет образовавшиеся связи цемента с наполнителем и конечное изделие получится крайне хрупким.

С другой стороны при температурах выше 30°C возникает проблема чрезмерного испарения влаги из тела бетона, что также негативно сказывается на его качестве. В этом случае залитый бетон необходимо накрывать защитной пленкой и периодически поливать его поверхность водой.

Для измерения температуры можно использовать бесконтактный термометр (пирометр), например, такой, как на видео:

Прочность бетона при распалубке и его нагрузка

Распалубку бетона можно проводить при достижении прочности в районе 50%, то есть на третий день при температуре воздуха 20°C. При достижении им 60-70% допускается производить частичную нагрузку конструкции.

Оптимальная температура бетонной смеси при укладке

Для того чтобы бетон не тратил свои свойства, его нужно транспортировать с помощью специальных машин и поддерживать нужную температуру. Правильное соблюдение температурного режима позволит создать благоприятные условия твердения смеси, предотвратить опасное трещинообразование не только в период выполнения строительных работ, но и в дальнейшей эксплуатации всего строения.

Изображение 1. Таблица времени твердения бетона.

В материале данной статьи речь пойдет о том, какой должна быть температура бетона для того, чтобы он смог затвердеть и набрать необходимую прочность.

Температура свежеприготовленного бетона

Итак, свежеприготовленный бетон должен иметь температуру не более 30°C. При укладке смеси из бетона в условиях температуры воздуха окружающей среды от +5 до -3°C ее температура должна быть не меньше +5°C. Здесь следует учесть, что данный температурный показатель, характерный для массы цемента как минимум 240 кг/м? (марка М200 и более), при использовании меньшего количества цемента температура приготовленной смеси должна быть не меньше +10°C.

Соответствующей температурной средой для твердения специалисты считают +15+20°С. Время схватывания бетона, которое напрямую зависит от его температуры, можно посмотреть в таблице.

Схема твердения конуса бетонной смеси.

Конечно, при укладке смеси из бетона с пониженной температурой окружающей среды ее прочность нарастает намного медленнее. А если температура ниже нуля, то твердение будет практически прекращено, если только в смесь не включены соли, которые способны снизить точку замерзания влаги.

Бетон, который начал уже твердеть, а после этого замерз, после оттаивания в теплой среде будет продолжать твердеть только в том случае, если в начале его твердения не было повреждения замерзающей водой. По мнению специалистов, допускается одноразовое замораживание бетона и, соответственно, его оттаивание только в том случае, когда температурный режим бетонной смеси на протяжении не менее 72 часов поддерживался на отметке не ниже +10°C.

При бетонировании с повышенной температурой окружающей среды бетон твердеет намного быстрее, особенно это характерно в условиях повышенной влажности. Обогрев бетонной смеси до температуры более 80°C приводит к быстрому ее высыханию. Исключением является лишь обработка бетона насыщенным паром в специально герметизированной камере с температурой 90-100°C или изготовление изделий на заводах в автоклаве под давлением.

Зимний период

К укладке бетонной смеси в холодное зимнее время года есть одно главное требование – приобретение бетоном прочности, достаточной для распалубки, полной или частичной нагрузки конструкции. Следствием замерзания бетонной смеси в начальной стадии является существенное снижение ее прочности после того, как произойдет оттаивание.

Данное явление происходит из-за того, что свежеприготовленный бетон насыщен влагой, которая при низкой температуре замерзает и расширяется, результатом этого становится разрыв связи между слабо схватившимся цементным камнем и поверхностью заполнителей.

График усадки при высыхании бетона.

Кроме того, при сооружении железобетонных конструкций раннее замораживание бетонной смеси значительно снизит ее сцепление с металлической арматурой.

При выполнении бетонных работ в зимний период нужно обеспечить твердение бетонной смеси во влажной и теплой среде на протяжении определенного времени. Этого можно достичь двумя способами:

  • применение внутренней температуры бетона;
  • дополнительная подача тепла.

В первом способе нужно использовать быстротвердеющий и высокопрочный портландцемент. Специалисты рекомендуют применять различные ускорители твердения цемента, например, хлористый кальций. Таким образом, ускорение твердения бетонной смеси добивается путем уменьшения количества воды, добавления в нее воздухововлекающих и пластифицирующих добавок, а также использование при укладке высокочастотного вибратора.

Выполнение всех этих мероприятий непременно позволит ускорить твердение и даст возможность добиться достаточной прочности бетонной смеси прежде, чем она замерзнет.

Запас внутренней теплоты создается путем нагревания материалов, из которых состоит бетонная смесь, кроме того, в застывающем бетоне тепло выделяется и в результате химической реакции, которая происходит между водой и цементом (экзотермия цемента).

Следует знать, что для замешивания бетонной смеси подогревать можно только воду или воду и составные (щебень, гравий, песок). Вода подогревается до 90°С, наполнители – до 40°С.

Обогрев бетона

Таблица ускорителей и замедлителей схватывания бетонных смесей.

Нужно учесть, что температура смеси при выгрузке из бетономешалки должна быть не более 30°С, так как при большей температуре она просто застынет и потеряет необходимую для укладки подвижность. Также следует знать, что не рекомендуется добавлять воду в приготовленную смесь, потому что это приводит к снижению ее прочности.

Непосредственно перед тем, как уложить бетон в конструкцию, его можно подогреть в специальном бункере – использовать электропрогрев. Электрический ток проникает через бетонную смесь, и она разогревается до температуры 50-70°С.

Разогретая смесь должна быть сразу же уложена, так как она достаточно быстро густеет. Процесс твердения составляет 3-7 дней, при этом бетон будет выделять весомое количество тепла. Для того чтобы на некоторое время это тепло сохранить, опалубку и открытые ее места нужно накрыть хорошим изоляционным материалом (минеральная вата, шевелин, опилки и т. д.). Данный способ называется термос. Таким способом обогрева бетонной смеси специалисты рекомендуют пользоваться для сооружения конструкций со средней толщиной.

Существует обогрев бетона с использованием пара. Водяной пар пропускается посередине двойной опалубки, которая его окружает, или по трубкам, расположенным внутри бетонной смеси. Пар может пропускаться и по каналам, которые заблаговременно вырезаются на внутренней стороне опалубки. Как правило, температура пара колеблется в пределах от 50 до 80°С.

Обогрев бетонной смеси с помощью пара позволяет достичь ее твердения в сравнительно короткое время (2 суток).

Пластинки-электроды

Схема процессов при твердении бетонной массы.

В данном способе подогрева используется переменный ток. Специальные пластинки-электроды из стали соединяются с электрическими проводами и укладываются с боку или сверху конструкции на начальном этапе схватывания бетона. Также могут быть использованы продольные электроды или короткие стержни из стали, которые вбиваются в бетон с последующим подключением к электрическим проводам. После того как бетон затвердеет, концы стержней просто срезаются.

Пластинки-электроды применяют, как правило, для прогрева плит и стен, поперечные стальные стержни и продольные электроды – для обогрева колонн и балок.

На начальной стадии прогрева необходимо подавать ток с низким напряжением (50-60 В). Свежеуложенная бетонная смесь при прохождении через нее электричества подогревается и затвердевает. Следует учесть, что подогрев нужно выполнять очень медленно, это позволит избежать преждевременного высушивания бетона и появления в нем трещин. Температуру бетонной смеси повышают не больше чем на 5°С/ч, таким путем необходимо довести его температуру до 60°С. При этом способе обогрева бетонной смеси она на протяжении 1-2 дней твердения наберет необходимую прочность.

Самым простым и экономичным вариантом использования бетона зимой является замешивание бетонной смеси с добавлением противоморозных добавок. Но здесь существуют и свои недостатки, к примеру, большое количество химических элементов (соли) ухудшает структуру бетонной смеси, а это приводит к уменьшению долговечности конструкции.

При эксплуатации конструкции во влажной среде возможно возникновение коррозии арматуры из-за воздействия на нее хлористых солей. Следует знать, что применение для замешивания бетонной смеси нитрита натрия и поташа не вызывает коррозии.

Обогрев бетонной смеси можно выполнить путем нагревания воздуха, который ее окружает. Для этого необходимо создать брезентовый или фанерный тепляк, в котором соорудить временную печь (газовая горелка, калорифер и т.д.). В сооруженном тепляке ставится сосуд с водой для создания влажной среды. Такой способ намного дороже предыдущего и используется при очень низкой температуре и небольших объемах бетонирования.

Использование противоморозных добавок

Существует и холодный способ бетонирования в зимних условиях. Данный способ не предусматривает подогрев материалов бетонной смеси. Суть его заключается в добавлении в воду большого количества солей: хлористый кальций, поташ, нитрит натрия, хлористый натрий. Эти соли способны снизить точку замерзания влаги и обеспечить бетонной смеси необходимые условия набора прочности на морозе. Но здесь следует учесть, что бетон, приготовленный с добавлением поташа, очень быстро застывает, а быстрое схватывание приводит к трудностям его укладки в опалубку. Поэтому для удобства работы с бетоном, в котором присутствует данная добавка, добавляется сульфитно-дрожжевая бражка или мылонафт.

Самым простым и экономичным вариантом использования бетона зимой является замешивание бетонной смеси с добавлением противоморозных добавок. Но здесь существуют и свои недостатки, к примеру, большое количество химических элементов (соли) ухудшает структуру бетонной смеси, а это приводит к уменьшению долговечности конструкции.

При эксплуатации конструкции во влажной среде возможно возникновение коррозии арматуры из-за воздействия на нее хлористых солей. Следует знать, что применение для замешивания бетонной смеси нитрита натрия и поташа не вызывает коррозии.

Специалисты не рекомендуют использовать бетон, в приготовление которого включены противоморозные добавки, для сооружения ответственных бетонных конструкций и в сооружениях, которые будут эксплуатироваться во влажной среде.

Мониторинг температуры бетона в экстремальных погодных условиях

Тепловыделение в бетоне — очень сложная и широко исследуемая тема. Чтобы упростить этот процесс, выделение тепла с течением времени можно разделить на пять отдельных фаз. Тепловой профиль может меняться в зависимости от типа цемента. Типичная гидратация цемента типа I графически представлена ​​на рисунке ниже.

Таблица 1: Состав портландцемента C Силикат трикальция

Фазы портландцемента

Аббревиатура (химическая формула)
Силикат дикальция
C 3 S
Алюминат трикальция C 3 A
Тетракальций алюмоферрит C 4 AF
4 сульфат кальция CaSO4 CaSO4 · 2H 2 O (гипс), CaSO 4 · ½H 2 O

* Сульфат кальция составляет только 10% массы цемента.Остальные четыре фазы представляют собой основные соединения портландцемента, и их индивидуальная массовая доля изменяется в зависимости от типа цемента.

Рисунок 1: Теплота гидратации для цемента типа 1

Фаза I: предварительная индукция

Вскоре после того, как вода вступает в контакт с цементом, происходит резкое повышение температуры, которое происходит очень быстро (в течение нескольких минут) . В течение этого периода основными реактивными фазами бетона являются алюминатные фазы (C3A и C4AF).Фазы алюмината и феррита реагируют с ионами кальция и сульфата с образованием эттрингита, который осаждается на поверхности частиц цемента. Во время этой фазы, в меньшей степени, силикатные фазы (в основном C3S) также будут реагировать в очень малых фракциях по сравнению с их общим объемом и образовывать очень тонкий слой гидрата силиката кальция (C-S-H).

Фаза II: период покоя

Эта фаза также известна как фаза индукции. В этот период скорость гидратации значительно замедляется.Считается, что это происходит из-за осаждения вышеупомянутых соединений на поверхности частиц цемента, что приводит к возникновению диффузионного барьера между этими частицами и водой. Тем не менее, существуют серьезные споры относительно физических и химических свойств, стоящих за возникновением этой стадии, и методов ее прогнозирования.

В этот период осуществляется транспортировка и укладка свежего бетона. На данный момент бетон еще не затвердел и еще можно обрабатывать (пластичный и жидкий).Было показано, что продолжительность периода покоя варьируется в зависимости от множества факторов (типа цемента, примесей, Вт / см и т. Д.). Конец периода покоя обычно характеризуется начальным наступлением.

Фазы III и IV: Повышение прочности

На этом этапе бетон начинает затвердевать и набирать прочность. Тепло, выделяемое во время этой фазы, может длиться несколько часов и вызвано в основном реакцией силикатов кальция (в основном C3S и в меньшей степени C2S). В результате реакции силиката кальция образуется гидрат силиката кальция «второй стадии» (C-S-H), который является основным продуктом реакции, придающим прочность цементному тесту.В зависимости от типа цемента также можно наблюдать третий, более низкий пик тепла от возобновленной активности C3A.

Фаза V: устойчивое состояние

В этот момент температура бетона стабилизируется с температурой окружающей среды. Процесс гидратации значительно замедлится, но не остановится полностью. Гидратация может продолжаться в течение месяцев, лет или даже десятилетий при условии наличия достаточного количества воды и свободных силикатов для гидратации. Однако прирост силы в этот период будет минимальным.

Что такое предел температуры бетона?

🕑 Время считывания: 1 минута.

Пределы температуры бетона установлены для обеспечения производства высококачественного бетона с заданными требованиями. Различные стандарты и спецификации устанавливают пределы температуры бетона для достижения заданной прочности и долговечности. Бетон ограничивает изменения температуры в зависимости от типа элементов и условий работы; жарко или холодно, ветрено или спокойно, сухо или влажно. В этой статье освещаются конкретные температурные пределы в различных условиях на основе различных стандартов, таких как Кодекс ACI, стандарты ASTM и Австралийский стандарт (AS).

Причины для установки предела температуры бетона Высокая начальная температура требует высокого содержания воды для поддержания требуемой осадки. Высокое содержание воды приводит к более низкой прочности, высокой проницаемости, большей усадке, более низкому содержанию воздуха при данной воздухововлекающей добавке. Повышение температуры окружающей среды в сочетании с высокой начальной температурой сокращает время схватывания, более высокую прочность в раннем возрасте, проблемы с долговечностью, термическое растрескивание в массивной бетонной конструкции.

Рис.1: Предел температуры бетона

Наконец, низкая начальная температура приводит к недопустимому времени схватывания в прохладную погоду, влияет на скорость достижения прочности и снижает предел прочности до 50% в случае замерзания свежего бетона.

Пределы температуры бетона

  • ACI 301.5, ACI 301 и ASTM C94 не устанавливают температурный предел для свежего бетона в жарких погодных условиях, если меры предосторожности приняты во внимание при дозировании, производстве, доставке, размещении и выдерживании бетона. Тем не менее, ASTM C 1064-86 устанавливает максимальный предел от 26,7 ° C до 35 ° C. Это может быть изменено в соответствии со спецификациями проекта.

    Рис. 2: Снижение температуры бетона в жаркую погоду

  • Для температур выше 35 ° C рекомендуется использовать ледяную воду, чтобы предотвратить образование трещин на ранних стадиях.
  • В жарких погодных условиях AS 1379 требует, чтобы температура бетона в месте доставки находилась в диапазоне от 5 ° C до 35 ° C.
  • Бетон, уложенный и выдержанный при умеренной температуре (15–25 ° C), приобретет более высокую прочность и долговечность, чем бетон при 35 ° C.
  • Отверждение бетона при высокой температуре ускоряет отверждение и достижение прочности, но снижает максимальную прочность бетона.
  • ACI 306 определяет пределы температуры бетона в холодных погодных условиях.Они представлены в таблице 1 и во многом соответствуют минимальным размерам рассматриваемого элемента конструкции. Секции с меньшими размерами имеют более высокие требования к минимальной температуре, чтобы учесть меньше тепла, которое может удерживаться.
Таблица 1 Минимальный предел температуры бетона при укладке
Наименьшие размеры секций, см Минимальная температура бетона при укладке и поддержании в течение периода защиты, ° C
Менее 30.48 12,77
от 30,48 до менее 91,44 10
от 91,44 до менее 182,88 7,22
Больше 182,88 4,44
  • Следует предотвратить замерзание свежеуложенного бетона в течение первых 24 часов после укладки, чтобы бетон достиг минимальной прочности 3,45 МПа, в противном случае произойдет непоправимая потеря прочности.
  • Когда температура воздуха во время укладки бетона ниже 4.Ожидаются 5 ° C и отрицательные температуры в течение первых 24 часов после укладки, должна быть установлена ​​высокая начальная температура, обеспечивающая защиту бетона во время укладки, уплотнения и отделки, чтобы избежать задержки схватывания.

    Рис. 3: Предельная температура бетона в холодных погодных условиях

  • Для конструкций, которые несут большие нагрузки в раннем возрасте, бетон должен поддерживаться при температуре не менее 10 ° C, чтобы обеспечить снятие опалубки и опалубки и нагрузку на конструкцию.
  • Сушка уложенного бетона из-за низкой зимней влажности и обогревателей, используемых в ограждениях, является проблемой. Рекомендуется оставлять формы на месте как можно дольше, потому что они помогают более равномерно распределять тепло и помогают предотвратить высыхание бетона.
  • Если бетон нагревается, необходимо предотвратить внезапное охлаждение, поскольку оно вызывает термическое растрескивание. Это может быть достигнуто путем ослабления форм при сохранении покрытия пластиковой пленкой, постепенного уменьшения нагрева внутри корпуса или выключения тепла и обеспечения возможности медленно уравновесить корпус до температуры окружающей среды.
  • ACI 305 R-10 рекомендует, чтобы пробные партии бетона для любого проекта выполнялись при указанной ограниченной температуре или при максимальной ожидаемой температуре на площадке проекта вместо диапазонов температурных пределов от 20 до 30 ° C, предусмотренных в ASTM C192 / C192M.

Какая лучшая температура для заливки бетона?

Идеальная температура для заливки бетона составляет от 50 до 60 градусов по Фаренгейту. Это связано с тем, что бетон приобретает свою прочность и долговечность благодаря процессу, известному как гидратация , на который могут повлиять условия сильной жары или холода.

Как работает бетон

Чтобы понять, почему правильная температура так важна для заливки бетона, важно знать основы того, как работает бетон.

Бетон похож на рецепт, в котором есть два ключевых «ингредиента»: заполнитель и паста . Заполнитель представляет собой смесь песка и щебня, смешанных в необходимом количестве. Паста представляет собой смесь воды и цемента (цемент представляет собой мелкодисперсный порошок, содержащий несколько элементов, таких как мелко измельченный камень, зола и другие минералы).

Когда заполнитель и паста смешиваются вместе, они образуют липкую субстанцию, которая легко разливается и может принимать различные формы и формы. Однако, если оставить это вещество какое-то время в покое, оно начинает затвердевать. В конце концов, он затвердевает до состояния скалы.

Важность гидратации

Даже после того, как бетон затвердел, он приобретает повышенную прочность в результате процесса гидратации (также известного как «отверждение»). При этом соединения цементной смеси химически реагируют с молекулами воды в бетоне.Эти химические реакции приводят к тому, что частицы цемента соединяются вместе, создавая более прочное и связное вещество.

Хотя бетон затвердеет в течение относительно короткого времени после первоначальной заливки, после этого процесс гидратации будет продолжаться в течение недель, даже месяцев. Вот почему знающие люди говорят, что бетон со временем крепнет. Однако, если бетон заливается или отверждается при экстремальных температурах, процесс гидратации может работать не так, как должен.

Почему важно поддерживать правильную температуру

Первоначальная заливка и первые 72 часа после заливки являются наиболее критическим временем в процессе гидратации.На химическую реакцию, в которой молекулы воды помогают связывать частицы цемента друг с другом, влияет тепло — или его отсутствие. Это означает, что заливка бетона в летние или зимние месяцы может быть сопряжена с дополнительными проблемами.

Риски заливки бетона в жаркую погоду

Температура, превышающая 90 градусов по Фаренгейту, может изменить соотношение воды, цемента и заполнителя из-за испарения воды. Это может привести к более слабому конечному продукту, а также к отклонениям в форме или форме.

Однако риски, связанные с жаркой погодой, бледнеют по сравнению с рисками заливки бетона в холодную погоду.

Риски заливки бетона в холодную погоду

При заливке бетона при температуре ниже 40 градусов по Фаренгейту процесс гидратации может занять до 24 часов дольше. Однако самый опасный аспект заливки бетона в холодной среде — это когда вода в цементной смеси замерзает и расширяется. Это расширение может привести к отрыву верхнего слоя свежего бетона от нижележащих слоев.В худшем случае это может в конечном итоге привести к растрескиванию фундамента здания под весом надстройки, что приведет к полному обрушению.

Кроме того, даже если сама цементная смесь остается незатронутой холодом, если бетон заливается на очень холодную или промерзшую поверхность, он может не затвердеть должным образом. Со временем слои бетона могут сместиться, что приведет к серьезным структурным повреждениям любого здания наверху.

Способы достижения наилучшей температуры при заливке и отверждении

Даже при заливке бетона при экстремальных температурах есть шаги, которые профессионалы могут предпринять для достижения успеха.В жаркую погоду, возможно, потребуется предпринять следующие шаги:

  • Рабочие будут избегать проливания в самые жаркие части дня (полдень и полдень).
  • Они могут использовать в бетонной смеси более крупные (более крупные) частицы заполнителя, что минимизирует риск усадки от тепла.
  • Они могут охладить заполнитель, периодически обрызгивая партию водой.
  • Они могут использовать лед как часть цементной смеси или жидкий азот для охлаждения партии.

Существуют также определенные шаги для заливки в холодную погоду, которые могут оказаться эффективными, например:

  • Использование обогревателей или подогреваемых матов для оттаивания мерзлой земли
  • Смешивание в горячей воде с цементом
  • Использование дополнительного цемента для повышения температуры химических реакций и ускорения гидратации
  • Использование добавок, ускоряющих процесс затвердевания
  • Использование нагретых бетонных смесей или специальных смесей, предназначенных для использования в холодную погоду
  • Использование химических ускорителей для ускорения процесса отверждения
  • Удержание форм или каркаса бетона на месте до завершения процесса твердения (раннее удаление приведет к обрушению бетона)

После того, как бетон застыл, важно, чтобы он оставался при температуре выше 50 градусов по Фаренгейту как минимум в течение следующих двух дней, чтобы завершить процесс отверждения.Есть несколько способов сохранить бетон в нужном температурном диапазоне, например:

  • Использование обогреваемого корпуса, защищенного от ветра, дождя и воды. Очень важно, чтобы в таком ограждении было достаточно вентиляции для обогревателя внутри помещения, чтобы избежать случайного карбонизации поверхности бетона.
  • Покрытие бетона изолирующими одеялами.
  • Укладка соломы на бетонную поверхность в качестве изоляционного материала.

Партнерство с экспертами по бетону

Укладка бетона в идеальных погодных условиях требует навыков, знаний и опыта.Это еще более верно, когда заливка бетона должна выполняться при очень высоких или низких температурах. Одно неверное движение или неверный расчет может привести к более слабому конечному продукту, дополнительной работе в краткосрочной перспективе и потенциально опасным структурным последствиям в долгосрочной перспективе.

В Empire Parking Lot Services наши специалисты по бетону имеют за плечами годы обучения и опыт, а также знают, как успешно выполнить заливку бетона, независимо от того, насколько она горячая или холодная.Кроме того, наши рабочие обладают необходимыми навыками для выполнения ремонта бетонных автостоянок, тротуаров и других поверхностей по мере необходимости.

Если вы хотите приступить к конкретному проекту в ближайшие недели или месяцы, тогда станьте партнером конкретных экспертов в Empire Parking Lot Services. Свяжитесь с нами по телефону 714-633-0300 или свяжитесь с нами через наш веб-сайт. Мы будем рады помочь.

Другие блоги по бетону:

Почему температура бетона важна, особенно во время экстремальных температур »Canzac

Тепло, выделяемое бетоном во время его отверждения, называется теплотой гидратации.Эта экзотермическая реакция происходит при взаимодействии воды и цемента. Количество тепла, выделяемого во время реакции, в основном зависит от состава и крупности цемента.

ПЯТЬ ФАЗ ТЕПЛОЭВОЛЮЦИИ В БЕТОНЕ

Тепловыделение в бетоне — очень сложная и широко изученная тема. Чтобы упростить этот процесс, выделение тепла с течением времени можно разделить на пять отдельных фаз. Тепловой профиль может меняться в зависимости от типа цемента.Типичная гидратация цемента типа I графически представлена ​​на рисунке ниже.

ФАЗА i: ПРЕДВАРИТЕЛЬНАЯ ИНДУКЦИЯ

Через некоторое время после контакта воды с цементом происходит резкое повышение температуры, которое происходит очень быстро (в течение пары минут). В течение этого периода основными реактивными фазами бетона являются алюминатные фазы (C3A и C4AF). Фазы алюмината и феррита реагируют с ионами кальция и сульфата с образованием эттрингита, который осаждается на поверхности частиц цемента.Во время этой фазы, в меньшей степени, силикатные фазы (в основном C3S) также будут реагировать в очень малых фракциях по сравнению с их общим объемом и образовывать очень тонкий слой гидрата силиката кальция (C-S-H).

ФАЗА II: ПЕРИОД БЕЗОПАСНОСТИ

Эта фаза также известна как фаза индукции. В этот период скорость гидратации значительно замедляется. Традиционно считается, что это происходит из-за осаждения вышеупомянутых соединений на поверхности частиц цемента, что приводит к возникновению диффузионного барьера между частицами цемента и водой.Тем не менее, существуют серьезные споры о физических и химических причинах возникновения этой стадии и методах ее прогнозирования. Это период, когда свежий бетон транспортируется и укладывается, поскольку он еще не затвердел и все еще пригоден для обработки (пластичный и жидкий). Было показано, что продолжительность периода покоя варьируется в зависимости от множества факторов (типа цемента, примесей, Вт / см). Конец периода покоя обычно характеризуется начальным наступлением.

ФАЗА III и IV:

ПРИОБРЕТЕНИЕ ПРОЧНОСТИ На этом этапе бетон начинает затвердевать и набирать прочность.Тепло, выделяемое во время этой фазы, может длиться несколько часов и вызвано в основном реакцией силикатов кальция (в основном C3S и в меньшей степени C2S). В результате реакции силиката кальция образуется гидрат силиката кальция «второй стадии» (C-S-H), который является основным продуктом реакции, придающим прочность цементному тесту. В зависимости от типа цемента также можно наблюдать третий, более низкий пик тепла от возобновленной активности C3A.

ФАЗА V: УСТОЙЧИВОЕ СОСТОЯНИЕ

Температура стабилизируется при температуре окружающей среды.Процесс гидратации значительно замедлится, но не остановится полностью. Гидратация может продолжаться в течение месяцев, лет или даже десятилетий при условии наличия достаточного количества воды и свободных силикатов для гидратации, но прирост прочности будет минимальным в течение такого периода времени.

Зачем нужно контролировать температуру бетона?

На этапе II можно измерить температуру бетона во время его заливки. Измерение температуры обычно проводится, чтобы убедиться, что бетон соответствует определенным спецификациям, которые определяют определенный допустимый диапазон температур.Типичные спецификации требуют, чтобы температура бетона во время укладки находилась в диапазоне от 10 ° C до 32 ° C. Однако в зависимости от размера элемента и условий окружающей среды предусмотрены различные заданные пределы (ACI 301, 207). Температура, которую демонстрирует бетон во время укладки, влияет на температуру бетона во время следующей фазы гидратации. Мониторинг температуры бетона на этапах III и IV — это регулярный компонент контроля качества. Основная причина этого измерения — убедиться, что бетон не достигает слишком высоких или слишком низких температур, чтобы обеспечить надлежащее развитие прочности и долговечность бетона.Другой причиной для мониторинга температуры бетона на этом этапе является оценка прочности на месте, где скорость гидратации является основным фактором, определяющим метод зрелости (ASTM C 1074).

ГОРЯЧЕЕ БЕТОННОЕ

Обычно для температуры бетона во время гидратации устанавливается предел 70 ° C. Если температура бетона во время гидратации будет слишком высокой, это приведет к тому, что бетон будет иметь высокую начальную прочность, но, следовательно, получит меньшую прочность на более поздней стадии и покажет меньшую долговечность.Кроме того, было замечено, что такие температуры препятствуют образованию эттрингита на начальной стадии, и впоследствии его образование на более поздних стадиях ускоряется; что вызывает реакцию расширения и последующее растрескивание. Кроме того, проблемы с высокими температурами вызывают беспокойство, особенно при заливке массивного бетона, где внутренняя температура может быть очень высокой из-за эффекта массы, в то время как температура поверхности ниже. Это вызывает температурный градиент между поверхностью и сердечником, а если разница температур слишком велика, это вызывает термическое растрескивание.

ХОЛОДНАЯ ПОГОДА БЕТОНА

Если температура окружающей среды слишком низкая, гидратация цемента значительно замедлится или полностью прекратится, пока температура снова не повысится. Другими словами, будет значительное снижение или прекращение развития силы. Если температура бетона достигает точки замерзания до достижения определенной прочности (3,5 МПа) (ACI 306), общая прочность бетона снижается. Это также вызовет растрескивание, поскольку бетон не обладает достаточной прочностью, чтобы противостоять расширению воды из-за образования льда.Чтобы обеспечить надлежащее развитие прочности и избежать растрескивания бетона, общие рекомендации предполагают, что температура бетона должна поддерживаться выше определенной температуры в течение определенного времени (> 5 ° C в течение 48 часов) (ACI 306).

НУЖНА ПОМОЩЬ В ВАШЕМ ПРОЕКТЕ? ЗАТЕМ СВЯЗАТЬСЯ С НАМИ СЕГОДНЯ!

Максимальная температура бетона | Журнал Concrete Construction

Q .: Некоторые спецификации бетона содержат максимальную температуру для свежезамешенного бетона в состоянии поставки.Типичные значения составляют от 80 ° до 95 ° F, как измерено в соответствии с ASTM C 1064-86. За прошедшие годы я очень мало видел, чтобы подтвердить обоснованность требований к максимальной температуре в жаркую погоду при условии, что смесь была правильно спроектирована. В разделе 3.2.1 ACI 305R говорится, что «бетон можно производить в жаркую погоду без максимальных ограничений по температуре укладки, и он будет работать удовлетворительно, если соблюдаются надлежащие меры предосторожности при дозировании, производстве, доставке, укладке и отверждении. В рамках этих мер предосторожности следует сделать все возможное, чтобы температура бетона оставалась настолько низкой, насколько это возможно.«Есть ли необходимость в ограничении максимальной температуры для свежезамешенного бетона в жаркую погоду?

A .: Простая истина заключается в том, что бетон, уложенный и выдержанный при умеренной температуре (от 60 ° до 80 ° F), превосходит бетон + 90 ° F по прочности и долговечности. Если вы ищете бетон превосходного качества, контролируйте температуру.

Другая проблема с более теплым бетоном — это растрескивание. Эти максимальные заданные температуры необходимы для контроля над преждевременным растрескиванием бетона.Бетон обычно заливают днем, когда он теплый. Раннее растрескивание плит и других больших бетонных конструкций часто вызывается резким перепадом температур в бетоне, вызванным охлаждением поверхности ночным воздухом, когда бетон имеет очень низкую прочность. После начала гидратации бетон нагреется до максимальной температуры, которая будет зависеть от толщины элемента, типа, количества цемента и т. Д. Как только бетон начинает остывать, градиент, который сильно зависит от внешней температуры, будет определять риск растрескивания этого бетона.На этом этапе (от 24 до 72 часов после заливки), если бетон способен создавать растягивающие напряжения, превышающие предел прочности, появится трещина. Любые меры по уменьшению разницы температур, такие как использование специальных цементов с низкой гидратацией, более низкое содержание цемента, охлаждение компаундов перед смешиванием, охлаждение бетона в течение первых часов или предотвращение резких перепадов температуры через 1 день, помогут. Один из способов — заливка ночью, во-первых, чтобы снизить максимальную температуру, потому что ночью внешняя температура помогает охлаждать бетон, а во-вторых, когда начинается день, повышение температуры помогает уменьшить разницу температур и дает бетону больше времени для генерировать прочность на разрыв.

Советы по отверждению бетона в холодную погоду

Процесс отверждения бетона становится более сложным в холодную погоду, поскольку для правильного схватывания и достижения максимальной прочности свежий бетон необходимо защищать от замерзания по крайней мере в течение первых 24 часов или до тех пор, пока он не достигнет минимальной прочности 500 фунтов на квадратный дюйм ( фунтов на квадратный дюйм). Бетон, замерзающий в раннем возрасте, может потерять большую часть своей прочности. Но бетон можно успешно заливать и укладывать в холодных погодных условиях, если принять правильные меры для устранения проблем, связанных с низкими температурами.Согласно определению Американского института бетона (ACI) бетонирование в холодную погоду — это период, когда более трех дней подряд средняя дневная температура воздуха опускается ниже 40 градусов по Фаренгейту и остается ниже 50 градусов по Фаренгейту более половины любых 24-часовых часов. период. В этих условиях необходимо применять специальные техники.

Нет причин избегать заливки бетона в холодную погоду, если вы соблюдаете соответствующие меры предосторожности. Правильно сделанный бетон, заливаемый в прохладную погоду, на самом деле прочнее, чем бетон, заливаемый в жаркую погоду, благодаря медленному периоду отверждения.

Когда температура наружного воздуха ниже 20 градусов по Фаренгейту, лучше просто отказаться от идеи размещения бетона на открытом воздухе, поскольку при таких температурах гидратация полностью прекращается. При очень низких температурах наружного воздуха становится очень трудно поддерживать температуру на рабочем месте на достаточно высоком уровне, чтобы обеспечить хорошие результаты, даже с кожухами и изолирующими одеялами.

Если бетон замерзнет слишком быстро

Бетон, который замерзает в свежем виде или до того, как он затвердеет до прочности, способной противостоять расширению, связанному с замерзающей водой, будет иметь безвозвратную потерю прочности.Раннее замораживание может снизить конечную прочность бетона до 50%. Если температура воздуха во время заливки и укладки ниже 40 градусов по Фаренгейту и если в течение первых 24 часов ожидается отрицательная температура, подрядчикам следует соблюдать ряд рекомендуемых методов бетонирования в холодную погоду.

Советы по подготовке

Правильное отверждение бетона в холодную погоду можно улучшить с помощью определенных методов подготовки:

  • В холодную погоду предварительный нагрев одного или нескольких составляющих материалов (воды и заполнителя) может гарантировать поддержание надлежащей температуры бетона во время заливки.Вместо того, чтобы нагревать портландцемент, это делается путем нагревания воды и / или песка и гравия перед смешиванием. Компании по производству готовой смеси могут иметь такую ​​возможность; Обычно бетон покидает завод в грузовиках при температуре около 65 градусов по Фаренгейту. Смешивание небольшого количества бетона на месте может включать использование горячей воды или хранение заполнителя в теплом помещении перед смешиванием.
  • Может потребоваться корректировка компонентов смеси. Чаще всего это включает увеличение соотношения содержания цемента в бетоне или использование ускоряющей химической добавки, такой как хлорид кальция, в соотношении до 2%.
  • Используйте портландцемент типа III, цемент, который помогает схватываться без ухудшения качества бетона. Это важно, поскольку высокое содержание влаги может вызвать проблемы с коррозией стальной арматуры.
  • Избегайте использования золы-уноса или шлакового цемента в холодную погоду. Эти материалы затвердевают медленнее и выделяют меньше внутреннего тепла.

Наконечники для заливки и установки

Дополнительные приемы во время заливки и укладки также могут помочь бетону правильно схватиться и застыть в холодную погоду:

  • Убедитесь, что бригады будут на месте на более длительный срок.Бетону, подвергающемуся воздействию низких температур, потребуется больше времени для достижения первоначального схватывания, что может означать, что бригаде отделочных работ потребуется более длительное время.
  • Ветрозащитные полосы могут помочь защитить бетон (и рабочих) от ветра, который может вызвать быстрое падение температуры и слишком быстрое испарение. Обычно достаточно ветрозащитных полос высотой около 6 футов.
  • Могут потребоваться шкафы с подогревом. Они могут быть сделаны из дерева, брезента или полиэтиленовых листов или вы можете использовать коммерческие корпуса из жесткого пластика.Нагрев внутри шкафа лучше всего осуществлять с помощью электронагревателей. Если используются обогреватели, работающие на топливе, наилучшим вариантом является использование обогревателей косвенного нагрева, в которых теплый воздух направляется в кожух из расположенного снаружи блока горелки. Другой вариант — гидронная система, в которой теплая смесь гликоля и воды циркулирует по корпусу через трубы или шланги.

Цель состоит в том, чтобы убедиться, что бетон заливается и помещается при температуре не менее 40 градусов по Фаренгейту и выдерживается там в течение периода времени, соответствующего типу бетона и его предполагаемому использованию.Для высокопрочного бетона, который не будет подвергаться циклам замораживания-оттаивания, достаточно одних суток при температуре выше 40 градусов. Но для бетонного фундамента или другой конструкции, которая в раннем возрасте будет нести высокие нагрузки, требуется 20 дней и более при минимальной температуре 50 градусов. Помните, что отверждение цемента — это экзотермическая реакция, которая сама по себе выделяет некоторое количество тепла, и часто достаточно накрыть бетон полиэтиленовой пленкой или изолирующими одеялами, чтобы удержать тепло.

Ни при каких обстоятельствах нельзя допускать замерзания бетона в течение первых 24 часов после заливки и укладки.

Советы по отверждению

Наконец, есть методы, которые вы можете использовать в процессе отверждения, чтобы обеспечить максимальную прочность бетона:

  • Если используются формы, оставьте их на месте как можно дольше, так как они сохранят тепло и помогут предотвратить слишком быстрое высыхание бетона. Углы и края наиболее уязвимы, а формы помогут в процессе отвода тепла.
  • Острый пар можно закачать в ограждение вокруг бетона, чтобы предотвратить его слишком быстрое высыхание при низких уровнях влажности, которые являются обычным явлением в холодную погоду.
  • Перед завершением подождите, пока вся стравливаемая вода не испарится. Бетон, залитый и уложенный в холодную погоду, схватывается и затвердевает гораздо медленнее, поэтому кровотечение также начнется позже, чем ожидалось. Будьте готовы к большему количеству стекающей воды, чем при обычной укладке бетона.
  • Пока бетон застывает, проверьте температуру бетона с помощью инфракрасного термометра. Убедитесь, что бетон поддерживает температуру не менее 40 градусов в течение периода отверждения.
  • При прекращении активного нагрева следите за тем, чтобы бетон не остыл слишком быстро. Это можно сделать, постепенно снижая температуру внутри ограждения или накрыв бетон изолирующими покрытиями. Для больших структур рекомендуется несколько дней или даже недель постепенного охлаждения. Внезапное удаление одеял в холодную погоду может вызвать перепад температур между внешней стороной бетона и его серединой, что приведет к растрескиванию.
  • Убедитесь, что бетон выдержан в течение периода времени, рекомендованного для используемого типа цемента.Комитет ACI 308 рекомендует следующие минимальные периоды выдержки:
    Цемент ASTM C 150 Тип I, 7 дней
    Цемент ASTM C 150 Тип II, 10 дней
    Цемент ASTM C 150 Тип III, 3 дня
    Цемент ASTM C 150 Тип IV или V, 14 дней
    Цементы ASTM C 595, C 845, C 1157, переменная
  • Герметизируйте только что затвердевший бетон, нанеся герметик, чтобы предотвратить просачивание наружной воды в бетон. Бетонные герметики продлят срок службы бетона и уменьшат вероятность разрушения при отверждении. В очень холодных регионах используйте только воздухопроницаемый герметик для бетона, который позволяет испарять влагу.

Лучшая температура для заливки бетона

Если вы хотите установить новую баскетбольную сетку для детей или установить мастерскую на заднем дворе, бетон — важная часть процесса. Однако бетон не сразу становится твердым и устойчивым к повреждениям после заливки. До затвердевания бетона требуется не менее 4-8 часов, а затем еще 24-72 часа для затвердевания, поэтому важно, чтобы бетон заливался и затвердевал при идеальной температуре.

Как работает бетон

Бетон — невероятно полезное вещество, если его правильно залить и затвердеть.Обычно он состоит из агрегата и пасты. Заполнитель представляет собой смесь песка и щебня, смешанных в точных количествах, а паста представляет собой смесь воды и цемента. Эта смесь заполнителя и пасты становится жидкой бетонной субстанцией, которую можно заливать и придавать ей различные формы или формы по индивидуальному заказу.

После заливки бетонная смесь начинает химически реагировать с молекулами воды в процессе, известном как отверждение. Это связывает компоненты вместе, создавая невероятно прочное связующее вещество.Однако как низкие, так и высокие температуры могут повлиять на процесс отверждения, поэтому важно поддерживать правильную температуру бетона, пока он застывает.

Риски заливки бетона при неправильной температуре

Заливка бетона в жаркую погоду может уменьшить количество воды в бетонной смеси из-за процесса испарения. Это может привести к отклонениям в форме, но также может привести к тому, что конечный продукт станет слабее, что подвергнет бетон риску отслаивания, сколов и трещин под давлением.

Однако если бетонную смесь заливать, когда на улице слишком холодно, то процесс отверждения может занять гораздо больше времени. Хотя сначала это не кажется большой проблемой, потенциальные последствия трудно игнорировать. Бетон с медленным отверждением может со временем сдвигаться, вызывая серьезные структурные повреждения любых зданий или материалов, на которые они опираются. Низкие температуры также могут привести к замерзанию и расширению воды в бетоне, разрушая бетон. Эти разрывы могут быть заметны сразу или они могут образовываться в середине бетона, оставаясь невидимыми до тех пор, пока тяжелая конструкция не будет помещена поверх бетона и вес не заставит ее крошиться.

Идеальная температура для заливки бетона

Чтобы избежать этих проблем, рекомендуется заливать бетон при температуре от 50 до 60 ° F. Температура ниже 50 ° F замедлит процесс отверждения, а вода в цементе рискует замерзнуть при температуре ниже 40 ° F.

Если температура выше 60 ° F, вода может начать испаряться во время отверждения бетона, что влияет на структурную целостность залитого бетона, хотя этот эффект можно смягчить, регулярно поливая бетон после его затвердевания.Слегка распыляйте бетон от 5 до 10 раз в день в течение первых 72 часов, чтобы ускорить процесс отверждения с дополнительной гидратацией. Просто имейте в виду, что бетон нельзя распылять до тех пор, пока он не затвердеет, что занимает от 4 до 8 часов.

Лучший сезон для заливки бетона

Хотя лето может показаться подходящим временем для этих проектов, непрекращающаяся жара может стать проблемой, учитывая, что лучшая температура для заливки бетона составляет от 50 до 60 ° F.Итак, идеальное время для заливки бетона — от прохладных до умеренных месяцев в году.

В зависимости от того, где вы живете, это может быть весна, осень или даже зима для людей, живущих в очень теплых местах. В идеале, температура должна оставаться в пределах 50-60 ° F в течение большей части дня. Кроме того, убедитесь, что ночная температура не опускается ниже 40 ° F, так как это может привести к замерзанию воды в бетоне, что может привести к сколам и разрушению.

Имеет ли значение время дня?

Температура является одним из наиболее важных факторов для получения правильной консистенции и отделки вашего бетона, но время суток и погода также должны влиять на ваше решение.Заливать бетон планируйте до 10:00 или после 20:00. чтобы избежать самой жаркой части дня. Если вы беспокоитесь о температуре во время работы над летним проектом, подумайте о том, чтобы заливать бетон ночью, чтобы дать смеси больше шансов затвердеть и затвердеть до восхода солнца.

Также избегайте заливки бетона в дождливую погоду. Сильный дождь может повредить только что залитый бетон, хотя примерно через 4-8 часов бетон становится достаточно твердым, чтобы дождевая вода действительно могла помочь процессу отверждения, обеспечивая дополнительную гидратацию, как при поливе бетона из садового шланга.

Смешивание, заливка и отверждение бетона для домашних поделок — это относительно простой процесс с несколькими обманчиво сложными соображениями по улучшению физического сцепления между заполнителем и пастой. Если все сделано правильно при идеальной температуре, бетон может стать прочным, долговечным материалом, который прослужит годами при минимальном уходе, поэтому стоит потратить время на то, чтобы узнать, как и когда правильно смешивать, заливать и выдерживать бетон для достижения наилучших результатов.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *