при какой температуре нужно прогревать бетон снип
Уход за бетоном зимой по действующим сводам правил
Напомним, что зимние условия бетонирования наступают при среднесуточной температуре наружного воздуха ниже 5 °С и минимальной суточной температуре ниже 0 °С (согласно п.5.11.1).
5.11.7 Температурно-влажностное выдерживание бетона в зимних условиях производят:
Выдерживание бетона осуществляют по специально разработанным технологическим картам в ППР, в которых должны быть приведены:
В случае применения электротермообработки бетона в технологических картах дополнительно указывают:
Выбор способа производства бетонных и железобетонных работ в зимних условиях следует производить с учетом рекомендаций, приведенных в приложении П.
Таблицы данного приложения приведены ниже (необходимо отметить, что приложение П носит рекомендательный характер):
Таблица П.1 — Выбор наиболее экономичного метода выдерживания бетона при зимнем бетонировании монолитных конструкций
| Вид конструкций | Минимальная температура воздуха, °С, до | Способ бетонирования |
| Массивные бетонные и железобетонные фундаменты, блоки и плиты с модулем поверхности до 3 | -15 | Термос |
| -20 | Термос с применением ускорителей твердения (У) и противоморозными добавками (М) по приложению Н | |
| Фундаменты под конструкции зданий и оборудование, массивные стены и т.п. с модулем поверхности 3 — 6 | -15 | Термос, включая с применением противоморозных * добавок и ускорителей твердения по приложению Н |
| -25 | Электротермообработка | |
| -40 | То же | |
| Колонны, балки, прогоны, элементы рамных конструкций, свайные ростверки, стены, перекрытия с модулем поверхности 6 — 10 | -15 | Термос с химдобавками, электротермообработка |
| -40 | Электротермообработка | |
| Полы, перегородки, плиты перекрытий, тонкостенные конструкции с модулем поверхности 10 — 20 | -40 | То же |
| * Противоморозные добавки, как правило, следует применять в комплексе с пластифицирующими. | ||
Таблица П.2 — Методы прогрева бетона в монолитных конструкциях при зимнем бетонировании и рациональные области их применения
| Метод электро-термообработки бетона | Краткая характеристика и рациональная область применения | Ориентиро-вочный расход электро-энергии на 1 м 3 бетона, кВт/ч | Примечание |
| 1 Электродный прогрев: | |||
| сквозной | Прогрев монолитных бетонных конструкций и малоармированных железобетонных конструкций путем пропускания тока через всю толщу бетона. Применение наиболее эффективно для ленточных фундаментов, а также колонн, стен и перегородок толщиной до 50 см, стен подвалов | 80 — 110 | Режимы прогрева мягкие. Скорость подъема температуры должна быть по возможности мягкой 8 — 10 °С/ч, но не превышать 20 °С/ч. В качестве электродов используются стержни и струны диаметром не менее 6 мм, пластины или полосы шириной не менее 20 мм, выполненные из листовой стали и закрепленные на опалубке |
| периферийный | Прогрев периферийных зон бетона массивных и средней массивности бетонных и железобетонных монолитных конструкций. Применяется в качестве одностороннего прогрева конструкций, имеющих толщину не более 20 см и двухстороннего прогрева при толщине конструкции более 20 см. К таким конструкциям относятся: ленточные фундаменты, бетонные подготовки и полы, плоские перекрытия и доборные элементы, стены, перегородки и т.д. | 90 — 120 | При прогреве массивных конструкций необходимо поддерживать температуру в периферийных слоях на 5 — 10 °С ниже или на уровне температуры в ядре. Режимы прогрева мягкие. Скорость подъема температуры — не выше 15 °С/ч. В качестве электродов применяются полосы, ленты из сплошного или напыленного металла, закрепленные (напыленные) на опалубку или на специальные щиты, устанавливаемые на неопалубленную поверхность конструкции (при прогреве бетона в конструкциях с большой открытой поверхностью) |
| 2 Форсированный электроразогрев: | |||
| предварительный эектроразогрев бетонной смеси | Бетонная смесь быстро разогревается вне опалубки, быстро укладывается, уплотняется в горячем состоянии и укрывается. Применяется при возведении массивных монолитных бетонных и железобетонных конструкций | 40 — 80 | Для конструкций с Мп ≤ 6 * требуемая прочность достигается путем термосного выдерживания. Для конструкций с Мп > 6 необходим дополнительный прогрев или обогрев бетона |
| форсированный электроразогрев бетона в конструкции с повторным уплотнением | Бетонная смесь в холодном состоянии укладывается и уплотняется в опалубке, а затем быстро разогревается и повторно уплотняется. Применяется при возведении монолитных бетонных и мало-армированных железобетонных конструкций, дорожных покрытий | 40 — 60 | То же |
| 3 Электрообогрев: | |||
| с помощью низко температурных электро- нагревателей | Обогрев монолитных конструкций с помощью вмонтированных жестких в виде пластин электро-нагревателей в опалубку или гибких — в греющие маты и одеяла. Применяются практически для всех видов конструкций | 100 — 130 | Обогрев осуществляется по мягким режимам. Опалубка или маты с вмонтированными электро-нагревателями должны иметь теплоизоляцию с наружной стороны для предупреждения больших теплопотерь в окружающую среду. В качестве нагревателей используются: трубчатые ТЭНы, трубчато-стержневые, уголковостержневые, коаксиальные и др.; плоские — сетчатые, пластинчатые и др.; струнные — стальная или нихромовая проволока и др. |
| с помощью греющего провода | Прогрев бетона с помощью греющего провода, закладываемого в бетон. Применяется для прогрева бетона в любых конструкциях | 80 — 110 | Обогрев греющим проводом, устанавливаемым в бетон прогреваемой конструкции. Эти нагреватели имеют температуру на контакте с бетоном — не выше 80 °С, а в воздушной среде она может подняться до 300 °С |
| с помощью высокотемпературных нагревателей инфракрасного излучения | Обогрев бетона осуществляется по периферийным зонам конструкции путем подачи тепла непосредственно на бетон или опалубку. Применяется при возведении монолитных конструкций различной конфигурации и армированных по любой схеме, а также при сушке тепло-изоляционного бетона и штукатурки | 120 — 200 | Обогрев следует осуществлять с обязательной защитой неопалубленных поверхностей от потерь влаги. Температура на обогреваемой поверхности не должна превышать 80 — 90 °С. В качестве нагревателей используются лампы, трубчатые, спиральные, проволочные и другие нагреватели — с температурой на поверхности нагревателя выше 300 °С |
| 4 Нагрев бетона в электромагнитном поле (индукционный) | Нагрев железобетонных конструкций линейного типа с равномерно распределенной по сечению арматурой путем устройства индуктора вокруг элемента. Применяется при прогреве густо-армированных монолитных конструкций, с равномерно распределенной по сечению арматурой, таких как: колонны, ригели, балки, прогоны, элементы рамных конструкций, стволы труб и силосов, коллекторы и опускные колодцы, сваи и перемычки, а также при замоноличивании стыков каркасных конструкций | 110 — 150 | Режимы прогрева мягкие. Скорость подъема температуры — не выше 20 °С/ч. Нагрев бетона происходит от нагреваемой в электромагнитном поле арматуры или обогрев бетона от металлической опалубки. Нагревание бетона через арматуру или обогрев его опалубкой следует производить по мягким режимам. Температура на контакте арматуры или опалубки с бетоном не должна превышать 80 °С |
| 5 Конвективный прогрев с применением электрокалориферов | Применяется для обогрева бетона в перекрытиях, стенах, перегородках (замкнутые пространства) | 120 — 200 | Режимы прогрева мягкие. Прогрев бетона осуществляется нагретым воздухом, перемешиваемым вентиляторами. Нагретый воздух может подаваться по шлангам в местные брезентовые тепляки вокруг прогреваемых конструкций |
| * Mп — модуль поверхности. | |||
5.11.8 Способ термоса следует применять при обеспечении начальной температуры уложенного бетона в интервале от 5 до 10 °С и последующем сохранении средней температуры бетона в этом интервале в течение 5-7 сут.
5.11.9 Контактный обогрев уложенного бетона в термоактивной опалубке следует применять при бетонировании конструкций с модулем поверхности 6 и более.
После уплотнения открытые поверхности бетона и прилегающие участки щитов термоактивной опалубки должны быть защищены от потерь бетоном влаги и тепла.
5.11.10 При электродном прогреве бетона запрещается использовать в качестве электродов арматуру бетонируемой конструкции.
Электродный прогрев следует производить до приобретения бетоном не более 50% расчетной прочности. Если требуемая прочность бетона превышает эту величину, то дальнейшее выдерживание бетона следует обеспечивать методом термоса.
Для защиты бетона от высушивания при электродном прогреве и повышения однородности температурного поля в бетоне при минимальном расходе электроэнергии должна быть обеспечена надежная тепловлагоизоляция поверхности бетона.
Электродный прогрев конструкций из напрягающего бетона не допускается.
5.11.11 Применение бетона с противоморозными добавками запрещается в конструкциях: железобетонных предварительно напряженных; железобетонных, расположенных в зоне действия блуждающих токов или находящихся ближе 100 м от источников постоянного тока высокого напряжения; железобетонных, предназначенных для эксплуатации в агрессивной среде; в частях конструкций, находящихся в зоне переменного уровня воды.
5.11.12 Вид и количество противоморозной добавки назначают в зависимости от температуры окружающей среды. Для конструкций средней массивности (с модулем поверхности от 3 до 6) за расчетную температуру принимают среднюю величину температуры наружного воздуха по прогнозу на первые 20 сут от момента укладки бетона. Для массивных конструкций (с модулем поверхности менее 3) за расчетную принимают также среднюю температуру наружного воздуха на первые 20 сут твердения с увеличением температуры на 5 °С.
Для конструкций с модулем поверхности более 6 за расчетную принимают минимальную среднесуточную температуру наружного воздуха по прогнозу на первые 20 сут твердения бетона.
5.11.13 При отрицательной температуре окружающей среды конструкции следует укрывать гидротеплоизоляцией или обогреть. Толщину теплоизоляции назначают с учетом температуры наружного воздуха. При обогреве бетона с противоморозной добавкой должна быть исключена возможность местного нагрева поверхностных слоев бетона выше 25 °С.
Для защиты от вымораживания влаги открытые поверхности свежеуложенного бетона вместе с примыкающими поверхностями опалубки должны быть надежно укрыты.
5.11.14 При омоноличивании конструкций с выдерживанием бетона с противоморозными добавками поверхностные слои бетона омоноличиваемых конструкций допускается не отогревать, но необходимо удалить наледь, снег и строительный мусор с поверхностей бетона, арматуры и закладных деталей.
5.11.15 Открытые поверхности уложенного бетона в стыках омоноличивания должны быть надежно защищены от вымораживания влаги. В случае появления трещин в стыках необходимо их расшивать только при устойчивой положительной температуре воздуха.
СП 70.13330.2012 Несущие и ограждающие конструкции. Актуализированная редакция СНиП 3.03.01-87 (с Изменениями N 1, 3, 4)
5.4 Выдерживание и уход за бетоном
5.4.1 Открытые поверхности свежеуложенного бетона немедленно после окончания бетонирования (в том числе и при перерывах в укладке) следует надежно предохранять от испарения воды. Свежеуложенный бетон должен быть также защищен от попадания атмосферных осадков. Защита открытых поверхностей бетона должна быть обеспечена в течение срока, обеспечивающего приобретение бетоном прочности не менее 70%, в последующем поддерживать температурно-влажностный режим с созданием условий, обеспечивающих нарастание его прочности.
5.4.2 В бетоне в процессе твердения следует поддерживать расчетный температурно-влажностный режим. При необходимости для создания условий, обеспечивающих нарастание прочности бетона и снижение усадочных деформаций, следует применять специальные защитные мероприятия.
Мероприятия по уходу за бетоном (порядок, сроки и контроль), порядок и сроки распалубки конструкций должны устанавливаться в разрабатываемых для конкретного здания и сооружения технологических регламентах и ППР.
В технологическом процессе прогрева бетона в монолитных конструкциях должны быть приняты меры по снижению температурных перепадов и взаимных перемещений между опалубочной формой и бетоном.
В массивных монолитных конструкциях следует предусматривать мероприятия по уменьшению влияния температурно-влажностных полей напряжений, связанных с экзотермией при твердении бетона, на работу конструкций.
5.4.3 Движение людей по забетонированным конструкциям и установка опалубки вышележащих конструкций допускаются после достижения бетоном прочности не менее 2,5 МПа.
При какой температуре можно заливать бетон на улице: минусовой, минимальной, в мороз
Вопрос о том, при какой температуре можно заливать бетон, очень важен, так как от него во многом зависят не только технические и эксплуатационные характеристики застывшего монолита, но и вообще вероятность прохождения процесса застывания. Залитый при неверной температуре или замерзший при твердении бетон может покрываться трещинами, демонстрировать меньшие показатели прочности и стойкости в сравнении с нормативными, становиться причиной деформации или полного разрушения конструкции, здания.
Для набора бетоном проектной прочности и гарантии длительного срока службы очень важно соблюдение температурного режима как в момент заливки, так и на протяжении всего времени твердения (28 суток). Оптимальной считается температура воздуха в районе +20 градусов. Но далеко не всегда на строительной площадке удается соблюсти это условие.
Довольно часто появляется необходимость лить бетон при отрицательной температуре или в процессе выполнения работ неожиданно портится погода. В таких случаях используются разные методы прогрева бетона, в состав смеси вводят противоморозные добавки, утепляют конструкцию непосредственно на площадке и т.д. Прежде, чем использовать любой этот способ прогрева, необходимо тщательно изучить его особенности и условия реализации.
Процесс набора прочности бетонных конструкций
Чтобы определить, до какой температуры можно заливать бетон, необходимо сначала хотя бы поверхностно рассмотреть особенности процесса набора прочности монолитом. Реакция начинает протекать между цементом/водой в момент затворения. В первые часы бетон еще текучий и с ним можно работать, но уже по прошествии нескольких часов он начинает застывать, становиться сначала более густым, а потом и вовсе твердым.
Процесс взаимодействия воды и цемента называется гидратацией. Гидратация проходит в два этапа: сначала смесь схватывается, потом твердеет. В схватывании задействованы алюминаты, появляются иглообразные кристаллы, связанные между собой. Через 6-10 часов эти кристаллы становятся своеобразным каркасом, скелетом. Бетон начинает твердеть.
Весь процесс схватывания может занимать от 20 минут до 20 часов, что напрямую зависит от температуры окружающего воздуха. Дольше всего процесс проходит в холодное время года – когда на улице около 0, схватываться бетон начинает через 6-10 часов, длится этап 15-20 часов.
В процессе твердения в реакцию с находящейся в растворе водой вступают клинкерные минералы, постепенно формируется силикатная структура. Реакция провоцирует появление мелких кристаллов, они объединяются в уникальную мелкопористую структуру. Это и есть бетон, который на протяжении 28 суток уже набирает марочную прочность и стойкость, не меняя формы и структуры.
Оптимальное значение температуры для стадии твердения также равно +20 градусам, влажность – до 100%.
Влияние отрицательной температуры на твердение бетона
Как уже было указано выше, скорость гидратации очень сильно зависит о температуры окружающей среды. Так, при снижении с +20 до +5 градусов твердение проходит медленнее в среднем в 5 раз. Дальше чем ниже температура, тем медленнее проходит реакция. При достижении минусовой температуры гидратация и вовсе прекращается (вода просто замерзает).
В момент замерзания вода имеет свойство расширяться, что становится причиной повышения давления внутри бетонного раствора и разрушения уже сформировавшихся связей кристаллов. Структура бетона разрушается и в дальнейшем восстановиться уже не может. Кроме того, появившийся в смеси лед может обволакивать крупные наполнители, разрушая сцепление с цементом. Все это существенно ухудшает монолитность конструкции и понижает прочность.
Когда вода оттаивает, твердение продолжается, но структура бетона уже деформирована. Могут появляться отслоения, деформации, трещины, наблюдаться отделение крупных наполнителей и арматуры от монолита. Чем на более ранней стадии свежезалитый бетон замерз, тем меньшим будет показатель прочности.
Бетонирование зимой
Использовать бетон в мороз может понадобиться в самых разных случаях – когда невыгодно останавливать строительство на целый сезон, в случае выполнения экстренных работ и т.д. С учетом губительного воздействия минусовой температуры на материал и его технические характеристики, бетон нужно прогревать. В случае, когда температура внутри раствора выше температуры снаружи, могут появляться деформации.
Прогрев бетона осуществляется до момента набора критического показателя прочности. Если таковых данных нет в проектной документации, то значение принимают в 70% от проектной прочности. Когда есть требования со значениями водонепроницаемости/морозостойкости, то критическая прочность составляет 85% от проектной.
Таким образом, вопроса о том, при какой минимальной температуре можно заливать бетон, нет вообще. Задача заключается в том, чтобы в соответствии с условиями работ оптимально подготовить смесь и объект для сохранения технических свойств материала и основных требований по прочности, надежности, долговечности.
Самый простой и дешевый вариант – прогрев всех компонентов, использующихся для приготовления бетона. Их греют для того, чтобы в момент заливки бетон имел минимум +35-40 градусов.
Метод термоса
Этот вариант актуален в случае заливки массивных конструкций. Дополнительного прогрева не предусматривается, но укладываемая смесь должна демонстрировать температуру в +10 градусов как минимум (лучше больше). Данный метод заключается в том, чтобы залитая смесь в процессе остывания успела приобрести критическую прочность.
Опалубку надежно защищают теплоизолирующими материалами, устраняя теплопотери бетона, находящегося в процессе затвердевания. Вода не замерзает, бетонный монолит постепенно набирает прочность без разрушения внутренней структуры. Такой вариант используют для заливки фундаментов зимой, он считается наиболее простым и экономичным, так как не требует использования какого-либо оборудования.
Электронагрев бетонной смеси
Задумываясь о том, при каких температурах можно заливать бетон, многие рассматривают в качестве выхода из ситуации электропрогрев. Осуществляться прогрев может с использованием нескольких способов: с применением электродов, метода индукции и с различными электронагревательными устройствами.
Ток должен быть переменным, так как постоянный станет причиной прохождения процесса электролиза, который сопровождается выделением газа. Газ экранирует поверхность всех электродов, значительно возрастает сопротивление тока, в результате чего нагрев заметно снижается. В случае, если в бетоне уложена арматура, она может использоваться в качестве электрода.
Индукционный нагрев применяется достаточно редко, так как его реализация предполагает ряд сложностей. Данный тип прогрева бетонной смеси работает на принципе бесконтактного нагрева высокочастотными токами электропроводящих материалов. Так, вокруг стальной арматуры мотают изолированный провод, а через него пропускают ток. Таким образом появляется индукция, арматура нагревается и греет бетон. Расход электроэнергии составляет обычно 120-150 кВт*ч на кубический метр бетона.
Применение электронагревательных приборов предполагает использование самых разных средств для уменьшения негативного воздействия мороза на процесс гидратации смеси. Это могут быть греющие маты, к примеру, которые раскладывают на бетон и затем подключаются к сети. Можно сделать над залитым монолитом что-то типа палатки, установить внутри тепловую пушку и греть.
Паропрогрев бетона в зимнее время
Когда температура окружающей среды на нуле или ниже, есть смысл задуматься о прогреве бетона паром. Данный метод особенно эффективен для тонкостенных конструкций. В опалубке с внутренней стороны делают каналы, через них пускают пар. Иногда делают двойную опалубку, а пар пропускают между двумя стенками. Можно смонтировать трубы внутри бетона, а затем по ним пускать пар.
С использованием данного метода можно прогреть бетон до +50-80 градусов. Столь высокая температура и оптимальная влажность ускоряют в несколько раз процесс твердения. Так, за 2 суток при паропрогреве бетон набирает прочность, аналогичную твердению в течение недели в нормальных условиях.
Единственный недостаток данного метода – существенные затраты времени, финансов и усилий для его реализации.
Использование присадок при морозе
Сегодня очень распространено использование противоморозных добавок и особых химических ускорителей твердения бетона. Чаще всего в качестве этих добавок выступают нитрит натрия, хлористые соли, карбонат кальция и другие. Добавки существенно понижают температуру замерзания воды, активизируют гидратацию цемента (таким образом повышается температура застывания бетона).
Но, несмотря на все преимущества, присадки обладают и некоторыми недостатками.
Бетонирование в условиях сухого жаркого климата
Бетон не любит не только мороза, но и жары. Когда температура воздуха повышается до +35 и выше, а влажность находится на уровне 50%, вода испаряется слишком быстро, что провоцирует нарушение водоцементного баланса. Гидратация замедляется либо прекращается вовсе, в связи с чем бетон нужно защищать от слишком быстрой потери влаги.
Для понижения температуры смеси используют охлажденную (либо разбавленную льдом) воду. Так устраняют быстрое испарение воды в процессе укладки смеси. Через определенное время смесь нагревается, поэтому важно обеспечить герметичность опалубки (чтобы вода не испарялась через щели). Опалубка также может впитывать влагу, в связи с чем для ограничения адгезии бетона и материала конструкции до заливки ее обрабатывают специальными составами.
Твердеющий бетон защищают от прямых ультрафиолетовых лучей – поверхность укрывают брезентом (мешковиной), каждые 3-4 часа осуществляют смачивание поверхности. Увлажнение может понадобиться все 28 суток набора прочности монолитом.
Приготовленный по рецепту бетон способен схватиться, затвердеть и приобрести все проектные характеристики при окружающей температуре +20 градусов и влажности около 100%. В случае проведения работ на морозе или жаре необходимо позаботиться о мерах прогрева или охлаждения, которые будут гарантировать прочность и долговечность готовой конструкции.