Vlastnosti použití betonu při teplotách pod nulou

Za normální teplotu prostředí pro tvrdnutí betonu se považuje 15 – 20°. Při nižší teplotě tvrdnutí se pevnost betonu zvyšuje pomaleji než při běžné teplotě. Při teplotě betonu pod nulou se tvrdnutí prakticky zastaví, pokud se do betonu nepřidají soli, které snižují bod tuhnutí vody.

Pevnost betonu tvrdnoucího při různých teplotách

Beton, který začal tvrdnout a poté zmrzl, po rozmrazení dále tvrdne v teplém prostředí a pokud nebyl na samém začátku tvrdnutí poškozen mrznoucí vodou, jeho pevnost se výrazně zvyšuje.

Při zvýšených teplotách beton tvrdne rychleji než při normálních teplotách, zejména ve vlhkých podmínkách. Protože je obtížné zabránit rychlému vysychání betonu při vysokých teplotách, neměl by se zahřívat nad 85 °C. Jedinou výjimkou je ošetření nasycenou tlakovou párou v autoklávech v továrnách, které vyrábějí betonové výrobky.
Pevnost betonu tvrdnoucího při různých teplotách po libovolnou dobu lze přibližně určit z návrhové pevnosti betonu R28, tvrdnoucího po dobu 28 dnů při normální teplotě, vynásobením koeficienty získanými experimentálně S. A. Mironovem a uvedenými v tabulce 1.

Relativní pevnost betonu při různých dobách tuhnutí a různých průměrných teplotách (portlandský cement střední třídy)

Doba nárůstu pevnosti betonu v závislosti na teplotě

Základní požadavky na beton pro zimní práce a metody provádění prací

Beton položený v zimě musí v zimě ztvrdnout a získat dostatečnou pevnost pro odstranění bednění, částečné zatížení, nebo i plné zatížení konstrukce.

U všech betonářských prací by měl být beton chráněn před mrazem, dokud nedosáhne 50 % své konstrukční pevnosti.

I při použití rychle tvrdnoucích cementů (oxid hlinitý, vysokopevnostní portlandský cement) by doba tvrdnutí betonu v teplém prostředí neměla být kratší než 2-3 dny a u běžných cementů 5-7 dní.

Experimenty ukazují, že zmrazení betonu v raném stáří s sebou po rozmrazení nese výrazný pokles jeho pevnosti. To se vysvětluje skutečností, že čerstvý beton je nasycen vodou, která se při zmrazování rozpíná a narušuje vazbu mezi povrchem kameniva a mírně ztvrdlým cementovým kamenem. Čím později beton zmrazil, tím blíže je pevnost betonu normálu. Navíc v důsledku časného zmrazení se výrazně snižuje přilnavost betonu k ocelové výztuži v železobetonu.

Pro vytvrzení betonu v zimě je nutné zajistit jeho vytvrzení v teplém a vlhkém prostředí po dobu stanovenou v závislosti na stanovené pevnosti. Tohoto cíle se dosahuje dvěma způsoby:

1. využití vnitřního tepla betonu;
2. dodatečný přívod tepla do betonu zvenčí, pokud je vnitřní teplo nedostatečné.

První metoda vyžaduje použití vysokopevnostních a rychle tvrdnoucích cementů, především vysoce kvalitního portlandského cementu a hlinitého cementu. Kromě toho se doporučuje použít urychlovač tvrdnutí cementu – chlorid vápenatý, snížit množství vody v betonové směsi a zhutnit ji vysokofrekvenčními vibrátory. To vše umožňuje urychlit dobu tvrdnutí betonu při betonáži konstrukcí a zajistit, aby beton získal dostatečnou pevnost do 3-5 dnů namísto obvyklých 28.

Vnitřní tepelná rezerva v betonu vzniká zahříváním materiálů, které tvoří betonovou směs; teplo se navíc uvolňuje během chemické reakce, která probíhá mezi cementem a vodou (exotermie cementu).
V závislosti na masivnosti konstrukcí a teplotě venkovního vzduchu se ohřívá buď pouze voda na beton, nebo voda a kamenivo (písek, štěrk a drcený kámen). Voda se může ohřát na 90 °C, kamenivo na 40 °C, cement se neohřívá. Je nutné, aby betonová směs při opuštění betonové míchačky měla teplotu maximálně 30 °C, protože při vyšší teplotě rychle houstne.

Zahušťování, tj. ztráta mobility betonové směsi, ztěžuje pokládku a nelze přidávat vodu, protože to snižuje pevnost betonu. Minimální teplota betonové směsi při pokládce do polí by neměla být nižší než +5° a při pokládce do tenkých konstrukcí – nižší než +20°.

Během procesu tvrdnutí betonu uvolňuje cement značné množství tepla, které závisí na složení a jemnosti mletí cementu, teplotě betonu a době tvrdnutí. Toto teplo se uvolňuje především v prvních 3-5 dnech tvrdnutí. Aby se teplo v betonu udrželo po určitou dobu, je nutné bednění a všechny otevřené části betonu pokrýt dobrou izolací (sláma, švelín, piliny, struska atd.), jejíž tloušťka se určí tepelně technickými výpočty.

Výše popsaná metoda zimní betonáže se často nazývá metoda „termos“, protože zahřátá betonová směs tvrdne za podmínek tepelné izolace. Použití této metody je přijatelné a racionální, pokud je teplo v betonu udržováno alespoň 5-7 dní, což je nezbytné pro jeho počáteční vytvrzení. To je možné pouze u masivních nebo pečlivě izolovaných konstrukcí střední tloušťky.

U těchto konstrukcí by poměr chladnoucí plochy betonu k jeho objemu (tzv. povrchový modul F/V) neměl být větší než 6.
Všechny tenčí konstrukce nebo konstrukce se slabou tepelnou izolací, stejně jako konstrukce postavené za velmi silných mrazů, musí být betonovány s teplem dodávaným zvenčí. Existují tři varianty této metody, které jsou popsány níže.

Metody ohřevu betonu

Ohřev betonu párou

Ohřev betonu párou, procházející mezi dvojitým bedněním obklopujícím beton, nebo trubkami umístěnými uvnitř betonu, nebo kanály vyříznutými z vnitřní strany bednění. Poslední metodu napařování (tzv. kapilární bednění) navrhl A. A. Vatsuro. Obvyklá teplota páry je 50-80°. V tomto případě beton rychle tvrdne a do dvou dnů dosáhne stejné pevnosti, jakou získá 7. den při normálním tvrdnutí.

Elektrické vytápění betonu

Elektrický ohřev betonu, který se provádí průchodem střídavého elektrického proudu betonem. Za tímto účelem se na betonovou konstrukci na začátku jejího tuhnutí umístí na její horní nebo boční strany ocelové elektrodové destičky spojené s elektrickými vodiči. Jiným způsobem se do betonu umístí podélné a strunové elektrody nebo se zatloukají krátké ocelové tyče pro spojení vodičů. Po vytvrzení betonu se tyto tyče odříznou.

Deskové elektrody se používají hlavně pro ohřev desek a stěn, „strunové“ elektrody a krátké příčné tyče se používají pro nosníky a sloupy.

Na začátku zahřívání se obvykle dodává proud nízkého napětí – 50–60 v, získané transformací konvenčního proudu na 220 v. Když prochází proud surovým betonem, ten se zahřívá a tvrdne. S tvrdnutím betonu se zvyšuje jeho elektrický odpor a je nutné zvyšovat napětí. Beton by se měl zahřívat pomalu, aby se zabránilo vysychání a praskání (teplota by se neměla zvyšovat o více než 5 °C za hodinu), a teplota betonu by měla být dosažena na 60 °C. Za těchto podmínek beton po 36–48 hodinách tvrdnutí dosáhne pevnosti nejméně takové, jakou dosáhne po 7 dnech normálního tvrdnutí.

Při betonáži masivních konstrukcí v zimě je vhodné použít elektrický ohřev pouze povrchové vrstvy betonu a rohů konstrukce, aby se zabránilo jejich předčasnému zamrznutí (tzv. obvodový elektrický ohřev).

Používá se i jiná metoda elektrického ohřevu betonu, která spočívá v použití tzv. „termoaktivního bednění“. Jedná se o dvojité dřevěné bednění, do kterého se nasypou piliny namočené v solném roztoku. Tyčové elektrody se zasouvají do pilin skrz bednění a piliny i bednění se zahřívají. Při této metodě elektrody nezůstávají v betonu a beton se zahřívá rovnoměrně, ale je nutný pečlivý dohled nad požární bezpečností.

Ohřev vzduchu obklopujícího beton.

Za tímto účelem si zařídí překližkový nebo plachtový skleník, ve kterém instalují dočasná kamna, ohřívače vzduchu (při přísném dodržování předpisů požární bezpečnosti), ohřev vzduchu (topidla) nebo elektrické reflexní pece. Do skleníku umístí nádoby s vodou, aby vytvořily vlhké prostředí pro vytvrzování, nebo beton zalévají. Tato metoda je dražší než předchozí a někdy se používá pro malé objemy betonáže, při velmi nízkých teplotách a také pro dokončovací práce.

Důvody, proč je nutné používat beton v mínusových teplotách, jsou různé. Když už ale tato doba nadešla, je třeba myslet na to, jak zachovat kvalitu stavebních materiálů.

Vlastnosti procesu tuhnutí betonu

Tuhnutí je první fáze, ke které dochází ihned po nalití směsi a netrvá déle než jeden den. Během této doby musí beton přejít z kapalné fáze do fáze pevné. Síla v této době je charakterizována jako nízká. Po 24 hodinách můžeme říci, že fáze tuhnutí začala. Vyžaduje čas od 10 do 30 dnů. Na čem závisí období:

• značka betonu;
• komponenty;
• přítomnost/nepřítomnost přísad;
• teplotní režim;
• vlhkost vzduchu.

Stavaři určili optimální podmínky pro dvě etapy. Jedná se o kladnou teplotu do 25 °C, která neklesne pod +3. A čím je tepleji, tím rychleji probíhá proces tvrdnutí betonu. Kromě teploty hraje důležitou roli značka směsi. Je indikátorem pevnosti v tlaku po 28 dnech za normálních podmínek. K získání návrhové pevnosti betonu dochází po čtyřech týdnech. Poté proces kalení pokračuje několik let, ale extrémně nízkou rychlostí.

Jak zabránit zamrzání betonu

Hlavním problémem s mínusem je samotné t, ovlivňuje procesy tuhnutí a tvrdnutí betonu. Vzhledem k tomu, že tento stavební materiál je kombinací cementu, písku a vody, je třeba dbát na to, aby voda během procesu betonování nezamrzla.

Možnost č. 1 – aditiva

Někteří výrobci do betonu zpočátku přidávají nemrznoucí přísady, jejich úkolem je snížit teplotu, při které dochází ke krystalizaci vody. Pokud to výrobce neudělal, měli by sami stavitelé do betonové směsi zahrnout komplexní přísady, bez kterých se zimní betonování neobejde. Každá značka betonu má svou vlastní sadu přísad, která zajišťuje zpracovatelnost směsi:

1. Pro F 200: dusičnan sodný + superplastifikátor S-3, dusitan sodný + modifikátor betonu PFM-NLC.
2. Pro F 300: dusitan sodný + modifikátor betonu PFM-NLC, dusičnan sodný + technické lignosulfonáty + neutralizovaná provzdušňovací pryskyřice, dusičnan sodný + superplastifikátor S-3 + neutralizovaná provzdušňovací pryskyřice.
3. Pro F 150: dusičnan sodný + technické lignosulfonáty.

Pokud jde o dávkování, je stanoveno experimentálně a musí dodržovat stanovené konkrétní parametry:

• zpracovatelnost;
• delaminace;
• teplota směsi;
• strhávání vzduchu.

Při výběru kompozice byste se měli řídit tím, že odpovídá státní normě 27006-86.

Při míchání přísad je třeba dodržovat určité podmínky:

• přísada by neměla být zmrazena;
• Aby výstupní teplota směsi odpovídala normě, je nutné ohřát vodu a přísady a zahřát betonovou míchací jednotku;
• Při výstupu z míchačky betonu stojí za to sledovat maximální přípustnou vysokou teplotu směsi.

Přípustné teploty

Teplota vhodná pro standardy (maximální hodnota), °C

Portlandský cement, včetně síranu odolného

V době spuštění

Směs během vykládání

Míchání betonu trvá o 25 % déle než v létě.

Beton s přísadami lze pokládat na starý beton nebo zmrzlý, ale netopící se podklad. Stačí je zbavit usazenin a kontaktní zóna musí zajistit, aby směs nezamrzla.

Ukládání se provádí pokud možno kontinuálně, aby bylo umožněno pouze minimální chlazení betonu. Možná tloušťka vrstvy je 30-55 cm.

Přeprava směsi v zimě

Dodávka betonu musí být provedena speciálním zařízením, se zabudovaným ohřevem tělesa nebo tepelně izolovaným. Protože směs musí být dodána:

• vhodná teplota (chlazení nesmí překročit maximální přípustnou hodnotu stanovenou technickými předpisy);
• aniž by byla narušena jeho homogenita;
• bez snížení procenta strhávání vzduchu;
• bez omezení mobility během instalace.

Pokud se při nakládání směsi do míchačky na beton používá studená voda, pak se proces neliší od nakládání v létě. Pokud byla voda předehřátá, je třeba důkladně promíchat roztoky přísad s kamenivem a záměsovou vodou.

Varianta č. 2 – rozcvička

Aktivní vytápění je přípustné, pokud jsou splněny následující požadavky:

1. Aby se železobetonové nosníky při vytápění nepohybovaly po podpěrách, je třeba konstrukce, na kterých spočívají (již zabetonované), oddělit od nosníků pomocí plechů.
2. Spojité nosníky, které nemají kontakt s podpěrami, se betonují a ohřívají v úsecích ne delších než 20 m.
3. Nosníky, které jsou umístěny paralelně k sobě, se ohřívají při zachování nejbližších teplotních podmínek pro ohřev a chlazení.
4. Trámy na žebrovaných podlahách jsou betonovány a vyhřívány současně s deskami.
5. Odbedňování je možné pouze při pevnosti betonu 80 %.

Stylingový proces

Pokud již byl beton dodán na staveniště, měl by být neprodleně vyložen do bunkrů, které jsou přenosné i otočné. A okamžitě jej pomocí kohoutku přiveďte do bednění, které bylo předem zbaveno usazenin. Doporučuje se použít násypku o objemu 0,75 metrů krychlových. m. (ne více). Zvýšení objemu na 2 metry krychlové. m je přípustné pouze při betonáži podlah (příčníků a monolitických úseků).

Na staveništi je instalováno požární topení. Používá se pro bunkry, aby se zabránilo zamrznutí vrat.

Pokládku je nutné provádět průběžně. Pokud jsou přerušení nevyhnutelná, měly by být již položené plochy zakryty a izolovány a vyhřívány (je-li to nutné). Po dokončení instalace je směs zhutněna vibrátory a pokryta parozábranou, aby se minimalizovala ztráta vlhkosti během doby tuhnutí.

Jak vidíte, betonování v zimě je možné, protože v některých částech Ruska prostě není letní vedro a teploty nad 0 ° C. Hlavní podmínkou při pokládce betonu v zimě je buď zahřátí nebo smíchání směsi s přísadami, které zabránit zamrznutí vody ve směsi. Nezbytné je také přísné dodržování státních norem.

UfaCement LLC
RB, Ufa, ul. Centralnaya 59 k.1

Vezměte prosím na vědomí, že veškeré informace (včetně cen) na této stránce mají pouze informativní charakter a za žádných okolností nepředstavují veřejnou nabídku ve smyslu ustanovení článku 437 (2) občanského zákoníku Ruské federace.