Как замесить цементный раствор?
Технологии строительства с применением бетонирования и получения искусственного камня, переходом однородной пластичной бетонной массы в твердое состояние рассчитаны на теплое время года. Летом монолитная плита набирает 70 % прочности в течение 7 суток от момента укладки. Зимой для этого требуется месяц. Останавливать строительство на холодный период нерационально. Укладку строительных смесей, когда средняя температура за сутки температура опускается ниже 5 0С называют зимним бетонированием. Показатель регламентирован СП 70.13330 и СНиП 3.03.01.
Чем отличается зимнее бетонирование от летнего
Бетонная смесь представляет пластичное тесто. Она получена соединением цемента, воды, инертных наполнителей – песка и щебенки. Цемент состоит из кальциевых силикатов C2S, C3S, алюминатов C3A, и четырехкальциевого феррита C4AF. В соединении с водой образуется бетонный камень. Происходит кристаллизации сложных гидратов. Процесс неспешный, основанный на получении комплексов гидросиликатов. Результат – набор прочности монолитом в течение 28 суток при температуре массы 5-20 градусов.
Химизм процесса получения искусственного камня из бетонного теста:
- C3S трехкальциевый силикат 3CaOxSiO2 участвует в реакции кристаллизации во все периоды нарастания прочности камня. Реакция экзотермическая, греет заливку до начала твердения.
- C3A, формула 2CaOxAl2O3 начинает создавать структуру скелета с самого начала схватывания и активен первые дни, наиболее важные в зимних условиях.
- C2S и C4AF соединения проявляют активность через месяц, продолжая упрочнять конструкцию.
В холоде скорость реакции гидратации замедляется до нуля, вода превращается в лед и разрушает структуру за счет внутреннего давления. Если жидкий бетон перемерз до вступления в реакцию гидратации, камень не образуется. Это значит, на практике нужно выполнить 3 условия:
- Ускорить процесс твердения массы за счет повышения температуры всех компонентов до смешения.
- Использовать химические добавки, ускоряющие гидратацию бетона и снижающие температуру образования льда.
- Подогревать бетонное тесто до застывания энергией, поступающей извне.
Все способы зимней укладки основаны на комбинации перечисленных условий схватывания и твердения искусственного камня.
С достижением критической прочности бетона (50 % от марочной), разрушительные усилия воды сводятся к минимуму. Но следует учесть, распалубку можно проводить при твердении искусственного камня до 70 %. Главная задача зимнего бетонирования – создать условия, чтобы массив отвердел в кратчайшие сроки.
Плюсы и минусы зимней заливки
Работа с цементными составами зимой сложна, но остановить стройку на длительный период – оставить рабочих без заработка, остановить заводы ЖБИ – недопустимо.
Преимущества:
- Зимой компоненты для производства бетона стоят дешевле.
- По замерзшему грунту легче доставить материалы, не разбивая дорогу на болотистой местности.
- Можно устанавливать фундамент на слабом или сыпучем грунте.
- Проще найти рабочих на тяжелый физический труд.
Недостатки:
- Требуется систематический контроль за температурой массы бетона на этапах заливки, схватывания и упрочнения бетона.
- Применение портландцемента и химических ингредиентов, влияющих на процесс набора прочности и снижающих температуру образования льда в смеси.
- Ограниченное время на транспортировку смеси с РБУ.
- Высокие энергозатраты.
Методы зимнего бетонирования
Чтобы прочность массива при зимней заливке соответствовала нормативам, используют две технологии:
- Холодный способ.
- Теплая укладка.
Конечная цель – набор прочности камня в результате кристаллизации гидратированных частиц. Предотвращение образования в цементном тесте льда.
Укладка цементного теста холодным способом
Схватывание и твердение смеси происходит в результате химических реакций с выделением тепла. Но повышение температуры на 2-3градуса в холодное время недостаточно. Важно сохранить температуру бетона, утепляя поверхность и бока специальными матами.
В зимних композициях применяется портланд цемент, глиноземистый и другие быстротвердеющие марки. Для быстрого набора прочности бетона зимой рекомендуется использовать цемент маркой выше, чем заложено в проекте. Ускорит процесс уплотнения при заливке вибраторами и снижение количества воды в бетонном тесте.
При нулевой температуре процесс схватывания прекращается. Зимой на РБУ необходимо использовать подогретые ингредиенты, изменить порядок смешивания компонентов. Применять специальные химические добавки, ускоряющие процесс набора прочности и предотвращающие замерзание бетона.
Как подогреть массу бетона до укладки
В зимний период РБУ готовят теплую смесь для бетонирования. В нагретую воду добавляют инертные материалы не уличного хранения, потом цемент.
| Виды цемента | Температура воды 0 С | Температура массы на выходе |
| Пуццолановый, шлакопортландцемент | 80 | 35 |
| Быстротвердеющий портландцемент | 60 | 30 |
| Глиноземистый | 40 | 25 |
Общий замес продолжается в полтора дольше летнего, к месту заливки раствор доставляется нагретым до 20-30 градусов. Заливается смесь ускоренно, чтобы избежать охлаждения. В теплой массе схватывание начинается быстро, транспортное плечо должно быть коротким. При заливке массива обязательно применение бетононасоса. В зимнее время правило непрерывной укладки должно соблюдаться неукоснительно.
Важно, конструкции под прием подогретой массы также готовятся. С них счищается снег и наледь, прогревается ранее уложенное основание.
Прогрев и уплотнение обеспечивают равномерность структуры бетона его прочности. На период застывания теплую массу накрывают специальными теплоизоляционными плитами, рулонными материалами.
Использование противоморозных добавок
Дополнительные химические соединения в бетон добавляют в расчетных количествах, ориентируясь на показатели окружающей среды, толщину слоя и марку цемента. Использование противоморозных добавок понижает образования льда и ускоряет гидратацию.
Химические добавки зимой полезны для заливки бетона любым способом. Выбирать их нужно в соответствие обстоятельствам. Следует соблюдать инструкции по введению противоморозных добавок.
Применяемые зимой соли, образующие в растворе электролиты агрессивны, могут позже проявлять себя высолами на поверхности бетона, ускорять коррозию металла в железобетонных конструкциях. Готовые комплексные смеси ускоряют прирост марочной прочности, повышают адгезию с арматурой, служат ингибиторами коррозии. Составы улучшают пластичность бетона, обладают ингибирующими свойствами. На ответственных объектах рекомендуется применять комплексы с пластификаторами.
Существует 3 группы зимних добавок в цементную массу.
- Группа веществ, способных вызвать слабую экзотермическую реакцию. В нее входят соли-электролиты карбамид, органические многоатомные спирты.
- Модификаторы на основе хлорида кальция – разогревают массу длительное время, ускоряют гидратацию, но заменены формиатами кальция и натрия или готовыми добавками заводского изготовления.
- Трехвалентные сульфатные соли железа и алюминия – ускоряют гидратацию, но почти не повышают температуру массы.
Цена противоморозных добавок зависит от стоимости их получения и эффективности в малых дозах.
У строителей пользуются спросом недорогие соли-электролиты поташ, нитрит натрия, применяемые в пропорции.
| Температура 0 С | % добавки |
| +5~-5 | 5-6 |
| До -10 | 6-8 |
| До -15 | 8-10 |
Однако необходимо помнить хлориды и натриевые соли приводят к коррозии арматуры. Их нельзя использовать, если смесь содержит высокощелочной цемент с алюмосиликатами С3А. Специалист по технологии силикатов подбирает добавку, эффективно работающую в конкретных условиях. Необходимо учитывать инструкцию по применению состава, напечатанную на упаковке.
Промышленность предоставляет готовые стандартные составы с пластификаторами, например:
- гидрозим;
- лигнопан;
- победит-антимороз;
- гидробетон С-3М-15, и другие.
Технология теплой укладки
Нагревание уложенного массива, близлежащей зоны внешними источниками тепла в период набора монолитом критической плотности называют теплым бетонированием. За счет подогрева массы до 50 0 С происходит быстрый набор жесткости и прочности монолита. Нагревание можно обеспечить, используя электрическую энергию. Бетонное тесто нагревают не выше 70 градусов. Подобные условия обеспечивают быстрое твердение монолита.
Применяют:
- Электродный подогрев через опалубку, когда тепло выделяется при прохождении тока сквозь бетонную толщу.
- Инфракрасным нагревом воздействуют на арматуру и специальный укрывной материал, прогревающих массив.
- Используют разложенные на поверхности залитой массы сетки из проводов, выделяющие тепло при прохождении электричества.
- Индукционный метод, когда тепло от индуктора передается в монолит через арматуру.
Все перечисленные способы энергозатратны, что негативно влияют на стоимость строительства.
Применение тепловых пушек
Шатровой обогрев выполняют подачей разогретого воздуха или пара под герметичный купол, установленный над бетонным пирогом. Испытанное оборудование – тепловые пушки. Шатер представляет тент из ПВХ материала. Пушки устанавливаются внутри, на временный каркас. Для набора критической плотности с применением тепловых пушек требуется до 3 суток.
Метод термоса
Если монолит массивный, с малой площадью контакта с окружающей средой, применяется сохранение тепла, полученного в ходе реакции гидратации. Заливка в утепленную опалубку, укрытие минматами и пленкой ПВХ даст возможность сохранить температуру объекта на момент набора критической плотности.
Технология низкотемпературной заливки способом термоса в последние годы стала более совершенной. Используют смеси с электроподогревом в бункере до 70-80 0 С. Нагрев скорый, в 2 этапа, перед самой укладкой в утепленное ложе. При этом лабораторный контроль сопровождает процесс до полного остывания массы. Для этого в массиве формируются скважины в контрольных точках. Их расположения и размеры регламентированы стандартом.
Для ленточных фундаментов, монолитной плиты подходит метод горячего термоса. Основание под заливку – керамзитовая крошка, нагретая до температуры 200-300 градусов. После остывания поверхности до 100 0 С заливается теплый бетон с уплотнением. Весь массив закрывается утепляющими матами и герметичной пленкой.
Когда применяют паровой прогрев цементного теста
Тонкостенные конструкции с большой открытой площадью интенсивно испаряют воду при нагревании. Недостаток воды затрудняет гидратирование монолита, ведет к растрескиванию поверхности. Использование парового прогрева снимает перечисленные проблемы. В паровую рубашку подается насыщенный пар, нагретый до 80-95 0 С. При этом сам материал не должен нагреваться выше 70 0. Кратковременный нагрев ускоряет твердение цементных композитов.
Если используется воздушный обогрев, необходимо обеспечить герметичность кожуха, чтобы отходящие газы не уносили влагу.
Заключение
Выполнять бетонирование строительных конструкций зимой можно. К весне фундамент приобретет нужную структуру. Главное, не допустить перемерзания раствора и довести объект до критической плотности, используя предложенные методы. Тогда качество заливки будет соответствовать расчетным показателям прочности. Если вы сомневаетесь в своих возможностях – обратитесь к специалистам компании ЕвроБетон. Воспользуйтесь контактным телефоном и получите бесплатную консультацию.
Смотрите также
