Бетонные работы зимой: актуальные способы и особенности их реализации

Для любого профессионального строителя не является секретом тот факт, что бетонные работы в зимний период требуют особого подхода, который в корне отличается от способов бетонирования в тёплое время года.

В этой статье мы рассмотрим то, как работать с цементосодержащеми растворами при низких температурах и дадим действенные рекомендации, как это сделать без ущерба для качества и прочностных характеристик готовых сооружений.

На фото — пропаривание бетона при зимней заливке опалубки

Причины для применения особых способов бетонирования зимой

Трещины в материале, затвердевшем без набора прочности

Бетонные работы в зимних условиях требуют особого подхода неслучайно. Дело в том, что процесс набора прочности большинством цементосодержащих растворов основывается на химических реакциях, протекающих в ходе намокания зерен портландцемента.

По статистике, чем ниже температура окружающей среды, тем менее интенсивно осуществляется процесс набора прочности и твердения бетонов. При температуре ниже 0°С процесс твердения полностью останавливается.

Еще хуже дело обстоит при минусовых температурах. В этом случае вода в толще цементосодержащего раствора полностью замерзает и материал можно считать испорченным и непригодным к дальнейшему использованию.

За длительную историю применения бетонов было разработано немало различных более или менее эффективных способов проведения строительных работ при низких температурах.

Особенности бетонирования в холодное время года

На фото — зимнее строительство горизонтальных перекрытий укрывным способом

Как уже было сказано, использовать бетон для зимних работ проблематично, так как скорость твердения материала существенно снижается при отрицательных температурах. Связанно это с замерзанием воды и, как следствие, с невозможностью взаимодействия с гранулами цемента. Решить эту проблему можно не позволяя воде замёрзнуть.

Добиться незамерзания воды можно, разогревая смесь до оптимальных температур на объекте, либо сохраняя в течение всего времени проведения строительных работ температуру материала заданную изначально.

Инструкция контроля температуры строительных растворов предполагает применение следующих технологий:

• добавление специальных ингредиентов (противоморозных добавок) в раствор на этапе его приготовления;
• электропрогрев готовой смеси;
• укрывание предварительно разогретой смеси.

Рассмотрим особенности реализации вышеперечисленных методов подробнее.

Применение противоморозных добавок

Введение противоморозных добавок

Исходя из содержания СНиП на производство бетонных работ в зимнее время, основной проблемой строителей является существенное замедление процесса гидратации зерен цемента. Более того, при температуре — 6 °С, характерной для теплых отечественных зим, вода, входящая в состав бетона, замерзает и гидратационный процесс полностью останавливается.

Важно: Замерзшая вода с потеплением оттаивает, и раствор можно будет применить по назначению.
Но, в этом случае не приходится надеяться на то, что готовые конструкции и сооружения будут прочными и долговечными.

В том случае, если по организационным или техническим причинам прогрев готового раствора на объекте невозможен, целесообразно применить специальные противоморозные добавки, которые вводятся в смесь на этапе замешивания.

Эксплуатация строительных бетонов с применением противоморозных добавок допускается как при возведении монолитных сооружений, так и при формировании сборных ЖБИ при долговременной температуре окружающего воздуха ниже 0 °С.

На данный момент наиболее эффективными и в то же время апробированными в реальных условиях являются добавки-электролиты, которые характеризует приемлемая цена и относительная простота применения. Эти добавки, наряду с функцией предупреждения замерзание, одновременно выполняют функцию ускорителя твердения и набора прочности.

Сухие комплексные добавки в стандартной фасовке

К наиболее распространённым добавкам следует отнести такие заполнители как:

• Аммиачная вода (NH4OH) – раствор аммиачного газа NН3 в водной среде.
• Карбамид М (СО(NН2)2) предоставляет собой бесцветные растворимые в воде кристаллы.
• Спиртовой формиат натрия представляет собой водный раствор серной и муравьиной кислот с натриевыми солями. Это прозрачная жидкость, которая вводится своими руками в бетонную смесь в количестве 6 % от общего объема раствора в мешалке.
• УПДМ (ускоряющая противоморозная добавка) — комплексный препарат, изготовленный на основе отходов, полученных при производстве ацетилацетона, ацетоуксусного эфира и нитрохлорактинида.
  Добавка реализуется в виде темно-коричневого раствора с жидкой консистенцией. Дозировка ингредиента применительно к готовой смеси определяется опытным путем (в среднем не более полулитра добавки на 1 кг цемента).
  Бетон приготовленный с добавлением УПДМ может использоваться в диапазоне температур от 0°С до -20 °С.
• Нитрит натрия — желтовато-белые кристаллы NаNO2 или водные растворы.
• Нитрат кальция в сочетании с мочевиной НКМ.
• Жидкий антифриз «Гидрозим» представлен в виде раствора, который добавляется в раствор на стадии замешивания. Введение данного ингредиента гарантирует твердение и интенсивный набор прочности бетона при —15 °С.

Важно: Это единственная разновидность жидких антифризов, которая при растворении в бетонной смеси предупреждает появление коррозии на металлической арматуре.

• Противоморозная добавка С-ЗМ-15 «Гидробетон» представляет собой жидкость темно-коричневого цвета. Добавляется в раствор на стадии замешивания и предотвращает замерзание воды в бетоне при температуре окружающего воздуха до —15 °С.
• Асол-К – комплекс органических и неорганических ингредиентов, включая водный раствор поташа, модификаторы и ингибиторы коррозии.
  При минусовых температурах добавка исключает замерзание воды в цементосодержащих растворах. При плюсовых температурах введение комплекса провоцирует ускоренное твердение бетона.
• ПОБЕДИТ-Антимороз – комплексная добавка, которая вводится непосредственно в сухую смесь до добавления воды. Рекомендуемая концентрация не более 8% от общего объёма сухой смеси.

Разумеется, перечень противоморозных добавок, приведённых в данной статье, неполный, так как, помимо отечественных продуктов, на рынке представлен широкий спектр импортных средств. Но, вышеприведённый перечень – это, в первую очередь, доступные добавки, которые можно заказать и приобрести в большинстве специализированных организаций.

Особенности электропрогрева

Схема укладки термокабеля при проведении зимнего бетонирования

СНиП на бетонные работы в зимнее время допускает применение различных технологий, препятствующих замерзанию воды. Одним из наиболее действенных методов являются различные способы прогрева уже готового раствора залитого в опалубку.

Рассмотрим подробнее, какие разновидности электропрогрева представлены на рынке и могут быть применены как в промышленном, так и в индивидуальном строительстве.

Прогрев с применением провода ПНСВ

На фото расположение греющих проводов ПНСВ

Такая методика, при всей своей эффективности, считается одной из наиболее простых и доступных. Инструкция предполагает закладку греющего провода непосредственно в ходе заливки материала.

Особенность провода этого типа заключается в том, что нагревание происходит посредством пониженного напряжения, поддаваемого с трансформатора. Используя понижающий трансформатор, рассчитанный на 80 kW, мы получаем возможность прогреть до рабочих температур раствор объем до 100м³.

Впрочем, наряду с преимуществами есть и некоторые недостатки, например, сложная подготовка объекта к прогреву. Опытные строители знают о том, как непросто закладывать прогревочный кабель в неблагоприятных погодных условиях.

Электропрогрев посредством электродов

Электроды на месте последующей отливки колонн

Этот метод во многом схож с предыдущей технологией с одной лишь разницей — вместо ПНСВ здесь применяются электроды, изготовленные из проволоки-катанки с поперечным сечением 10 мм. Способ не подходит для изготовления плит перекрытия и большинства других ЖБИ, но является неплохим решением для отливки вертикальных сооружений.

Инструкция предполагает погружение электродов в залитый в опалубку бетон.

На погруженные металлические стержни с понижающего трансформатора подается напряжение. В среднем электроды укладываются с интервалом 50-60 см. При температуре ниже -10°С расстояние между электродами может быть сокращено.

Электродный метод прогрева особенно эффективен при бетонировании колонн, так как в этом случае достаточно воткнуть в раствор один электрод. Характерным преимуществом технологии является простота реализации за счет быстрого монтажа и интенсивного нагревания.

Важно: Цена такого способа высока за счёт большого потребления электричества и за счёт того, что электроды после использования остаются в бетоне.

Применение греющей опалубки

Схема греющей опалубки с термоактивными щитами

В этом случае в разборную опалубку монтируются нагревательные элементы. Преимуществом метода является возможность бетонирования даже в особо сильные морозы, когда температура опускается ниже -25°С.

Среди недостатков отметим высокую стоимость решения и невозможность применения при строительстве объектов с нетиповыми размерами и нестандартной конфигурацией.

Вывод

В этой статье перечислен лишь краткий перечень средств, которые можно применить для контроля температуры бетона. Но даже среди этого небольшого перечня вы сможете найти и выбрать способ, подходящий для ваших нужд и возможностей.

Больше полезной информации вы сможете обнаружить, посмотрев видео в этой статье.