Зимнее бетонирование: способы и особенности

При температуре ниже 0°С стройматериалы замерзают. Снижается скорость гидратации цемента, в результате чего увеличивается время, которое необходимо, чтобы бетон полностью затвердел и стал прочным. Так, даже с использованием противоморозной добавки 100 % отвердевание бетонной смеси при температуре 0 °С наступит через 90 дней. При t= –5 °С бетон отвердеет на 90 %, а при –10 °С — всего на 70 %.

Бетонирование в зимний период имеет свои особенности. При критично низких температурах (ниже –15 °С) помимо противоморозных добавок применяют ускорители затвердения. Повышение скорости гидратации цемента достигается за счет увеличения тепла, выделяемого в результате экзотермической реакции. В результате бетон лучше набирает прочность в морозную погоду.

При 20 °С за 7 дней бетон получит 70 % прочности. При 5 °С для достижения такого же показателя потребуется 21–28 дней. Замерзшая вода расширяется в объеме, в результате чего возрастает внутреннее давление. Итог — снижается прочность бетона, на поверхности наполнителей появляется наледь, как следствие — разрушается связь между ингредиентами бетонной смеси. Зимой бетонирование осуществляется с применением следующих технологий: утепление бетонной поверхности, прогрев бетона, временное укрытие + тепловые пушки, противоморозные добавки.

Краткий обзор технологий зимнего бетонирования

Применение добавок с противоморозным действием
С точки зрения сложности работ и энергоэффективности это обойдется дешевле и намного проще, чем прогрев бетона или создание укрытия. Чаще всего противоморозные добавки комбинируют с другими методами (подогрев, тепловые пушки и так далее). Основные группы добавок:

1. Изменяющие скорость схватывания и затвердения. В основном это достигается путем добавления электролитов, неэлектролитов, карбамида, многоатомных спиртов.
2. Модификаторы на базе хлорида кальция. Антифризный эффект сочетается с сокращением времени отвердевания и схватывания.
3. Вещества, которые выделяют тепло после заливки, преимущественно III-валентные сульфаты алюминия или железа.

Для повышения эффективности противоморозных добавок компоненты бетона предварительно прогревают. После заливки бетонную поверхность утепляют матами, чтобы снизить потери тепла, образующегося в результате экзотермической реакции. Также зимой лучше использовать портландцементы или высокой марки.

Способ «термоса»

Имеется в виду заливка предварительно подогретого бетонного раствора. Набор прочности осуществляется за счет изначально имеющегося тепла и выделяющегося в результате гидратации цемента. Больше всего тепла выделяют цементы высоких марок и портландцементы. Лучше всего метод «термоса» работает в комбинации с противоморозными добавками. Особенности технологии:

1. Температура бетонной смеси в пределах 60–80 °С. На стройплощадке бетон подогревают с помощью электродов.
2. Утепление матами для сохранения тепла.
3. Изменение порядка загрузки компонентов при приготовлении раствора: сначала вода, затем крупный наполнитель, а после него — песок и цемент.
4. Увеличение продолжительности смешивания на 50 %.

При проведении бетонирования на поверхности опалубки не должно быть наледи. Арматуру следует подогреть, чтобы она имела положительную температуру.

Способы прогрева бетона
Речь идет о поддержке оптимальной температуры раствора до набора требуемой прочности. Основные методы прогрева:

1. Электродный. Путем пропускания тока через уже залитую цементную смесь. Наибольшей эффективности удается добиться при использовании пластинчатых электродов.
2. Контактный (термоактивные опалубки).
3. Инфракрасный (кварцевые и трубчатые излучатели).
4. Индукционный — нагреваются элементы, находящиеся в зоне действия электромагнитного поля индуктора.

Для ускорения набора прочности специалисты советуют при приготовлении бетонной смеси использовать цемент более высокой марки, чем предусмотрено стандартами.