Контроль температуры бетона
Температура – важный параметр, который обязательно следует учитывать при работе с бетоном, особенно на стадии его твердения. Но не менее важно отслеживать температуру бетона еще и на стадии эксплуатации здания или, как минимум, заранее учесть условия и добавить в цементный раствор формиат натрия или другие соли, положительно влияющие на морозоустойчивость бетона. Сегодня мы разберем конкретные случаи при заливке бетона в разных погодных условиях, поговорим о добавках, призванных повысить морозостойкость, а также о температурном режиме, необходимом для ускорения твердения бетона.
Приборы для контроля температуры бетона
Стадии формирования бетона можно обозначить следующим образом:
1) Схватывание – все элементы в растворе начинают активно взаимодействовать между собой. На этом этапе можно добавлять различные виды минеральных добавок, микрокремнезем, пластификаторы и гидрофобизаторы. При нормальных условиях этот процесс протекает всего лишь 2 часа, в то время как снижение температуры до 1 о С увеличит срок схватывания до 15-ти часов.
2) Твердение. После завершения взаимодействия веществ между собой и снижения скорости химических реакций и процессов начинается стадия твердения. В обычных условиях для портландцемента марки М300 70% прочности достигается уже спустя 7 суток, а 100% прочности бетон набирает к 28-му дню.
Крайне важно следить за температурой и влажностью при реакции цемента и воды, а также на протяжении всего периода твердения бетона, ведь снижение объема воды в цементе чревато появлением трещин на бетоне в эксплуатационный период. Для того, чтобы осуществлять контроль за температурой бетона, существуют специальные термометры:
· инфракрасный
· беспроводной
· биметаллический
Каждый из них по-своему удобен при определении температуры, однако мы больше внимания уделим способу ее замера. В бетоне на этапе твердения оставляют несколько скважин, в которые и опускаются термочувствительные окончания приборов. Глубина скважин для разных объектов и мест использования может составлять от 2-х до 30 сантиметров.
Влияние температуры на набор прочности бетона
Температура оказывает прямое и непосредственное влияние на набор прочности бетона, недаром самый популярный и простой способ ускорения твердения бетона так и называется — «температурный». Он имеет как ряд преимуществ (простота, надежность), так и ряд крупных минусов. При всей кажущейся простоте бетон при повышении температуры будет сильно подвержен выделению влаги в атмосферу, а значит, произойдет изменение цементо-водного соотношения, что может привести к появлению трещин в бетоне и большому снижению прочностных эксплуатационных характеристик.
Содержание же бетона в холоде на протяжении всего периода твердения также можете привести к серьезным последствиям. В первую очередь это экономический вред. В современных условиях строительства нарушение технологии может привести к существенным финансовым потерям, особенно при строительстве многоэтажных домов. Но немалый вред это нанесет и строительству коттеджа. Согласитесь, вам же не охота переплачивать за месяц работы? Да и для самого бетона это не самый благоприятный формат: низкие температуры на этапе набора прочности бетона могут привести к возникновению высолов, если вы предварительно не добавили в бетонную смесь гидрофобизатор. Помимо этого замерзшая вода разрушает связи между соединениями внутри раствора бетона.
Далее мы постараемся вам дать максимально подробную информацию о том, как контролировать набор прочности и температурный баланс при температуре выше и ниже оптимальной.
Контроль прогрева бетона при зимнем бетонировании
Очень важно не допустить замораживания бетона. Как мы уже писали ранее, процесс твердения бетона остановится с заморозкой в нем воды, а также в материале разрушатся связи между компонентами. Существует 2 основных способа сохранения оптимальной температуры бетона в условиях зимнего бетонирования.
1) Внутренний способ. Он подразумевает добавление противоморозных добавок. Одним из примеров такой добавки является формиат натрия. Один из самых важных моментов, который следует помнить при применении подобного рода добавок, это то, что они позволяют набрать лишь определенный процесс прочности. Несколько иначе дела обстоят с микрокремнеземом. Он существенно ускоряет реакции за счет своей дисперсности и забирает из смеси достаточное количество воды, что можно и нужно нейтрализовать качественным пластификатором. Но каждая из таких добавок наносит потенциальный вред бетону, так как их минеральное происхождение в будущем послужит причиной образования высолов на поверхности бетона. Для борьбы с ними рекомендуется добавить в раствор, помимо микрокремнезема и пластификатора, еще и гидрофобизатор. Но это все еще не решает окончательно проблему заморозки воды.
2) Внешний способ более действенный, но требует большого технического оснащения и внимательности. Кажется, что может быть проще, чем включить тепловую пушку или на время погрузить электроды в твердеющий бетон или вообще прогревать бетон при помощи инфракрасного излучения? На самом деле все значительно сложнее. Следить необходимо не только за температурой, но и за уровнем влажности, о чем мы уже писали ранее.
Опытные строители говорят, что при проведении работ по заливке бетона зимой наилучшим вариантом будет комбинирование этих двух способов, и мы с ними полностью согласны.
Заливка бетона при жаркой погоде
Удивительно, но и в чрезмерную жару крайне вредно производить заливку бетона. Но при внимательном рассмотрении наш удивленный взгляд сменится на понимающий, и внимательный читатель вспомнит, что любая температура выше нормативных 20 о С способствует испарению воды с поверхности бетона. Повторять еще раз, чем это опасно, мы не будем, а лучше сосредоточимся на методах предотвращения этих ситуаций:
· не производить работы на полуденном солнцепеке и при возможности перейти на вечерний/ночной или ночной/утренний график работы с бетоном.
· Применять быстротвердеющие цементы
· При помощи рассеивателя увлажнять поверхность бетона
· Измерять температуру и при необходимости охлаждать бетон.
Очень важно на протяжении всего этапа набора бетоном прочности контролировать весь процесс, особенно в первые дни, учитывая тот факт, что бетон твердеет по логарифмической кривой и 70% своей прочности он набирает уже в первые 7 дней.
Контроль качества при зимнем бетонировании по сводам правил
При приемке бетонной смеси на строительной площадке, а также укладке, выдерживании и уходе за бетоном в зимнее время года необходимо осуществлять контроль качества на всех этапах проведения бетонных работ.
Зимний контроль качества осуществляется при наступлении среднесуточной температуре наружного воздуха ниже 5 °С и минимальной суточной температуре ниже 0 °С (согласно п.5.11.1).
Контроль качества бетона при бетонировании в зимних условиях необходимо выполнять в строгом соответствии с п.5.5.16 — п.5.5.17 действующего СП 70.13330.2012 Несущие и ограждающие конструкции. Актуализированная редакция СНиП 3.03.01-87.
А также необходимо не забывать о п.5.5.1 — п.5.5.10 СП 70.13330.2012, касаемых контроля качества при бетонировании в обычных условиях.
5.11.16 Требования к производству работ при отрицательных температурах воздуха приведены в таблице 5.7.
Контроль (метод, объем, вид регистрации)
1 Прочность бетона монолитных и сборно-монолитных конструкций к моменту замерзания (критическая прочность):
Измерительный, по ГОСТ 10180, ГОСТ 17624, ГОСТ 22690, журнал бетонных работ
для бетона без противоморозных добавок:
конструкций, эксплуатирующихся внутри зданий, фундаментов под оборудование, не подвергающихся динамическим воздействиям, для класса:
Не менее, % проектной прочности:
конструкций, подвергающихся по окончании выдерживания переменному замораживанию и оттаиванию в водонасыщенном состоянии или расположенных в зоне сезонного оттаивания вечномерзлых грунтов при условии введения в бетон воздухововлекающих или газообразующих ПАВ
для пролетных конструкций:
для бетона с противоморозными добавками для классов:
2 Загружение конструкций расчетной нагрузкой допускается после достижения бетоном прочности
Не менее 100% проектной
Измерительный, по ГОСТ 17624, ГОСТ 22690, журнал бетонных работ
3 Температура воды и бетонной смеси на выходе из смесителя, приготовленной:
Измерительный, два раза в смену, журнал работ
воды — 70 °С, смеси — 35 °С
воды — 60 °С, смеси — 30 °С
воды — 40 °С, смеси — 25 °С
4 Температура бетонной смеси, уложенной в опалубку, к началу выдерживания или термообработки:
Измерительный, в местах, определенных ППР, журнал работ
Устанавливается расчетом, но не ниже 5 °С
Не менее, чем на 5 °С выше температуры замерзания раствора затворения
5 Температура в процессе выдерживания и тепловой обработки для бетона на:
Определяется расчетом, но не выше, °С:
Измерительный. При термообработке — через каждые 2 ч в течение первых суток. В последующие трое суток и без термообработки — не реже двух раз в смену. В остальное время выдерживания — один раз в сутки
6 Скорость подъема температуры при тепловой обработке бетона:
Измерительный, через каждые 2 ч, журнал работ
для конструкций с модулем поверхности:
7 Скорость остывания бетона по окончании тепловой обработки для конструкций с модулем поверхности:
Определяется расчетом, но не более, °С/ч:
Измерительный, журнал бетонных работ
8 Разность температур наружных слоев бетона и воздуха при распалубке с коэффициентом армирования до 1%, до 3% и более 3% должна быть соответственно для конструкций с модулем поверхности:
Измерительный, журнал бетонных работ
Не более 20, 30, 40 °С
Не более 30, 40, 50 °С
5.11.17 При среднесуточной температуре наружного воздуха ниже 5 °С должен вестись журнал контроля температуры бетона. Измерение температуры производится в наиболее и наименее прогреваемых частях конструкции. Количество точек измерения температуры определяется размерами и конфигурацией конструкции и указывается в технологических регламентах и ППР.
Частота измерений температуры:
а) при бетонировании по способу термоса (включая бетоны с противоморозными добавками) — два раза в сутки до окончания выдерживания;
б) при прогреве — в первые 8 ч через 2 ч, в последующие 16 ч — через 4 ч, а остальное время не реже трех раз в сутки;
в) при электропрогреве — в первые 3 ч — каждый час, а в остальное время через 2 ч.
В журнале ответственными лицами за прогрев бетона заполняются графы сдачи и приемки смены. Способ прогрева бетона устанавливается в ППР и указывается для каждого конструктивного элемента.
Зимнее бетонирование
Ежегодно с приближением зимы и наступлением холодов наши клиенты спрашивают: «Как правильно делать бетонирование при отрицательных температурах?». На этот и другие популярные вопросы ответит технолог сети бетонных заводов «Вега» – Добрынский Дмитрий.
1. В конце сентября — начале октября днём температура ещё положительная, а ночью наступают заморозки до -3 С°, -5 С°. Можно ли заливать ленточный фундамент, не замёрзнет ли бетон?
— Можно, соблюдая правило: перед замерзанием нужно получить минимальную начальную прочность до 10% от проектной. Для этого до наступления холодной ночи необходимо как можно раньше уложить бетон, пока сохраняется тепло дня, а после укладки – укрыть пленкой и теплоизолирующим материалом (изолон, геотекстиль, пеноплекс, и т.д.).
Это поможет бетону «пережить» ночь, сохранить внутреннюю теплоту и продолжить набор прочности на следующий день. Оценивать затвердевание бетона и его готовность нужно визуально: поверхность побелела, при отделении опалубки материал не откалывается большими кусками, если его поцарапать гвоздём или арматурой, то не остается глубоких борозд.
2. А если уже конец октября, и среднесуточная температура не поднимается выше -3 С°, -7 С°? Как в таком случае заливать бетон?
— Здесь необходим бетон с морозостойкими добавками с дозировкой, рассчитанной на температуру до -15С°. Как и в случае, описанном в первом вопросе, необходимо утеплить свежеуложенный бетон. Но если для температуры до -5 С° достаточно одного слоя утеплителя, то здесь потребуется 2-3 слоя или специальные маты с подогревом, которые можно купить или взять в аренду. Для их использования нужно позаботиться о наличии электричества на стройплощадке.
Также, соблюдая меры пожарной безопасности, можно применить тепловентиляторы. Их ставят на поверхность бетона или край опалубки, делают каркас из арматуры, который покрывают пологом из утеплителя, подняв его в месте выхода горячего воздуха. Такое сооружение называют «тепляк». Готовность бетона при таком способе прогрева определяется тоже визуально по признакам, которые я уже обозначал.
Эти рекомендации относятся к фундаментным конструкциям. Для колонн, стен и плит перекрытия при температуре воздуха -3 С°,-7 С° уже нужен электропрогрев.
3. Если бетон с противоморозной добавкой, то это гарантирует, что его можно заливать зимой? В чём заключается действие добавки?
— Противоморозная добавка, в первую очередь, не допускает замерзание бетонной смеси во время доставки и укладки. А после бетонирования обязательно нужно принять меры по прогреву бетона, чтобы он не замерз.
4. Как правильно производится бетонирование зимой? Что нужно сделать, чтобы бетон набрал необходимую прочность?
— Первое и, наверное, самое важное – это подготовка опалубки. Опалубка и армокаркас должны быть защищены от снега, для чего сразу после сборки каркас укрывают плёнкой или геотекстилем. Перед бетонированием опалубку осматривают, и если там есть снег, то выдувают его сжатым воздухом либо переносной «ветродуйкой» (ранцевый бензоинструмент для сметания листьев), а если лёд – обливают горячей водой.
Приёмку бетонной смеси необходимо сделать максимально быстро. Зимой используется морозостойкий бетон – материал с противоморозными добавками, препятствующими его затвердеванию во время транспортировки и укладки. При температуре воздуха -10 С°,-15С° потребуется дозировка, рассчитанная на -25С°.
После бетонирования для плоских плит и стен нужен проводной электропрогрев, а для элементов ленточных фундаментов, ростверков и колонн – электродный. Для этого бетон укрывают и нагревают с помощью подключения к прогревочным трансформаторам. Термосный метод (укрытие бетона без электропрогрева) при температуре ниже -10С°, -15С° не допускается. Исключением здесь могут быть только массивные кубовидные конструкции из высокомарочной бетонной смеси класса выше В25, объемом более 20 м³, полностью скрытые в грунте.
5. В каком состоянии должен находиться бетон до включения прогрева?
— Бетонная смесь должна сохранять подвижность, а её поверхность – быть без морозных узоров и льда, иметь серый, серо-коричневый оттенок. Если цвет бетона ближе к черному – значит он замерз. Такой материал еще можно «раскачать» проводным электропрогревом (но с неизбежной потерей качества поверхности, однородности и прочности), а электродный метод уже не сработает. Дело в том, что в электродном прогреве вода бетонной смеси служит проводником (принцип кипятильника), и если она замерзла – электропроводимости не будет, и прогрев не произойдет.
6. Сколько времени необходимо прогревать бетон?
— Бетон класса от В15 до В30 на фундаментах и вертикальных конструкциях (колонны, стены) при среднесуточной температуре -10С°, -15С° и температуре прогрева +40С° для достижения 80-90% проектной прочности прогревается 1-2 суток (в зависимости от качества утепления опалубки, укрытия, ветра). Плиты перекрытия – от 2 до 4 суток.
Если температура прогрева ниже, то время увеличивается в «степени»: для колонн и фундаментов при +40 С° потребуется 2 суток, +30 С° – 4 суток, +20 С° – 8 суток, +10 С° – 16 суток. Температура прогрева ниже +10С° нецелесообразна.
Бетонирование в зимний период ответственных несущих конструкций из бетона класса ниже В15 не рекомендуется. Проведение бетонных работ непрофессиональными строителями при температуре ниже -20С°– тоже.
7. Сколько времени можно транспортировать бетон зимой?
— Зимой (-10С°, -15С°) рекомендуемое время перевозки бетонной смеси для сохранения нормативной температуры укладки (+5С° ) – не более 1 часа. Приемка одного автобетоносмесителя – до 30 минут. Укладка бетонной смеси до подключения электропрогрева – не более 30 минут. Итого, с момента замеса бетона на заводе до укладки и подключения электропрогрева должно пройти не более 2 часов (при условии использования противоморозной добавки, рассчитанной на температуру -25С°). Если время увеличить до 2,5 -3 часов, то бетонная смесь утратит подвижность, при большей задержке конструкция потеряет качество, ее проектные характеристики снизятся.
8. Какая температура бетонной смеси должна быть к моменту выгрузки в конструкцию? Если она приехала холодной, можно ли принимать в опалубку?
— Нормативная температура бетонной смеси при укладке – не менее +5С° (СП 70.13330.2012). Составы с температурой ниже этого значения к укладке не допускается.
9. Каким оборудованием должен быть укомплектован бетонный завод для производства бетона в зимнее время?
— Для выпуска на заводе бетонной смеси с температурой не менее +20С°требуется следующее оборудование:
- расходные бункеры, где щебень, гравий и песок (инертные материалы) обрабатываются горячим воздухом или паром. Так материал согревается, в нем растапливаются снег и лед;
- навесы на складе для защиты от замерзания инертных материалов в зимний период;
- оборудование подогрева воды для бетонной смеси.
Помните, чрезмерного ухода за бетоном не бывает, особенно зимой.
Работы с тепловыми пушками, тепловентиляторами должны проводить только сотрудники с допуском и необходимой квалификацией.
Нельзя оставлять прогревочное оборудование без присмотра, должны быть назначены дежурные на контроль прогрева в ночное время. И необходимо позаботиться о пожарной безопасности – обеспечить стройплощадку средствами пожаротушения.
Для качественного бетонирования в зимний период завод «Вега» предлагает смеси с противоморозными добавками и доставляет их по Перми и Пермскому краю.
С подробной информацией о наших добавках для отрицательных температур вы можете ознакомиться в разделе нашего сайта «Морозостойкий бетон». Также все виды бетона, которые мы производим, и цены на них представлены в каталоге.
Журнал контроля прогрева бетона
Бетонные работы в холодное время года характеризуются многочисленными сложностями, вызванными низкими температурами. Вследствие чего, необходимо прибегнуть к различным способам согревания бетона. Данные о температурах записываются в журнал контроля прогрева бетона.
Зачастую нет возможности откладывать строительные работы до того времени, когда температура будет благоприятной. Но если, значение в термометре ниже нуля, то бетонные работы, при не правильном подходе, станут абсолютно невозможными. Так как замерзающая вода разрушает связи бетона, а расширяясь, создаёт микропустоты, приводящие к трещинам. Соответственно, такой фундамент или монолитная стена не смогут сдерживать необходимых нагрузок и разрушатся в очень короткое время.
Для того чтобы и в минусовую температуру была возможность создавать высококачественные бетонные блоки, используют различные способы прогревания бетона. При этом необходим пошаговый контроль качества, возможный лишь с использованием анализа данных, записываемых в журнал контроля прогревания бетона. Этот журнал заполняется исключительно прорабом, отвечающим за весь строительный процесс.
Контроль значений погружаемого термометра начинается с момента заливания раствора из бетоносмесителя, измерения проводят на всём протяжении подачи бетона, так как нельзя, чтобы он был холоднее определённой отметки. Далее, в зависимости от используемого метода, частота замеров различается. Например, при паропрогреве, информация собирается и записывается каждые 2 часа, а через 8 часов промежуток увеличивают до 4, а при электропрогреве лишь первые пару часов замеряют каждый час, а в дальнейшем лишь каждые 2-3 часа.
Измерения проводят на различных глубинах блоков, для этого заранее устанавливают специальные трубки, залитые маслом. В них погружают измерительный прибор и производят запись в журнале. Сравнивая с предыдущими записями, можно проследить динамику роста или падения температуры и вовремя скорректировать её. Кроме данных по температурам, в журнал контроля прогревания бетона заносят следующую информацию — тепловой режим, выдерживаемый на всём протяжении застывания, итоги проверки прочности, то на сколько градусов согрета вода и различные добавки в раствор, номер скважины, с которой берутся замеры, место прогревания и число градусов на определённое количество времени.
Безусловно, необходимость этого журнала полностью оправдана. Проводя анализ данных, вводимых на всём протяжении застывания бетонной смеси и результат, можно проследить оптимальный вариант, подходящий под конкретные температуры окружающей среды и в будущем, используя данный опыт, делать максимально прочные конструкции.