Как прогреть бетон зимой

Зачастую необходимость в строительстве возникает в зимнее время, и в этом случае строителям приходится решать проблему замерзания бетона. На сегодняшний день существует несколько эффективных технологий как прогревать бетон зимой, и далее мы познакомим вас с основными из них.

Зачем обогревать бетона

Заливка бетона в зимнее время при температуре ниже нуля требует обеспечения определенных температурных условий, при которых раствор сможет нормально твердеть. Данная необходимость связана с содержанием воды в составе смеси.

Температура конструкции не должна опускаться ниже технологически обусловленного минимума. В противном случае в смеси образуются кристаллы льда довольно крупного размера, которые создают в порах цемента большое давление.

В результате этого происходит разрушение структуры бетона, и, как следствие, материал теряет свои свойства, в частности это сказывается и на его прочности. Особо опасно допускать замерзание бетона в период схватывания.

Также надо иметь в виду, что при снижении температуры субстанции, снижается и скорость взаимодействия цемента с водой. При повышении температуры, соответственно, скорость взаимодействия возрастает. Однако, следует отметить, что при медленном твердении, прочность бетона получается более высокой.

Способы прогрева бетона

Прогрев монолитного бетона в зимних условиях, как уже было сказано выше, может осуществляться несколькими способами, в зависимости от типа конструкции и температуры окружающей среды.

Чаще всего применяют:

• Метод греющей опалубки;
• Электроды;
• Индукционный или инфракрасный метод (обогрев газовыми горелками и прочими обогревателями);
• Нагревательные провода.

Теперь рассмотрим особенности этих способов обогрева.

Прогрев смеси электродами

Электропрогрев

Пожалуй, самым распространенным методом прогрева является пропускание через бетон электрического тока при помощи электродов. Подводку тока к смеси выполняют разными способами и для каждого из них имеется определенная схема подключения.

Обратите внимание! Постоянный ток вызывает электролиз воды в бетоне, поэтому для прогрева может применяться трехфазный или однофазный переменный ток.

Электроды для обогрева могу быть следующих видов:

• Стержневые – изготавливаются из арматуры диаметром 6-12 мм. Их располагают в толще бетона с определенным расчетным шагом. При этом крайний ряд электродов должен находиться на расстоянии 3 см от опалубки.

При помощи таких электродов можно прогревать конструкции любых форм, даже самых сложных. Благодаря простоте метода, выполнить подключение можно своими руками, правда, для этого нужно разбираться в электрике.

• Пластинчатые – навешиваются с внутренней стороны опалубки. В результате подключения пластинчатых противоположных электродов к разным фазам, в бетонном растворе получается электрическое поле, которое разогревает массу до необходимой температуры и поддерживают ее на протяжении застывания смеси.
• Полосовые электроды – могут располагаться с одной либо с двух сторон конструкции.

Обогрев при помощи проводами

Нагревательные провода

На сегодняшний день зимний прогрев бетона при помощи нагревательных проводов также широко применяется на практике, так как эта технология хорошо освоена. В частности, ее используют многие крупнейшие зарубежные и отечественные строительные компании.

Заключается она в монтаже нагревательного кабеля определенной длины на арматурный каркас. Установка обогревающей системы осуществляется непосредственно перед заливкой раствора в опалубку.

При данном методе прогрева используется ПНСВ провод со стальной жилой сечением 1,2 мм. Когда через такой провод пропускают ток, выделяется тепло, которое за счет теплопроводности материала равномерно распределяется по бетону. Это позволяет разогреть бетон до +40 градусов по Цельсию.

Как правило, электропитание ПНСВ кабелей осуществляют через подстанции, обладающие несколькими ступенями пониженного напряжения. Одной подстанции типа КТП-63/ОБ достаточно для обогрева 20-30 метров кубических бетона. При этом, для прогрева одного кубического метра бетона нужно около 60 метров провода ПНСВ.

Среди достоинств данной технологии обогрева можно выделить то, что ее можно применять для конструкций любой сложности. Минимальная температура, при которой она сохраняет свою эффективность, составляет -30 градусов по Цельсию.

Обогрев перекрытия проводом

Особенно часто применяют данный метод при выполнении стяжки в зимнее время. При этом инструкция по монтажу кабеля во многом напоминает установку системы «теплый пол».

Надо сказать, что зачастую строители используют комбинированный способ обогрева.

Целесообразность применения той или иной комбинации зависит от таких факторов как:

• Требуемая прочность конструкции;
• Массивность конструкции;
• Метеорологические условия;
• Наличие энергоресурсов.

Обратите внимание! После того, как бетон наберет определенную прочность, он может противостоять морозу без ущерба прочности. Т.е. после оттаивания он продолжит набирать прочность.

На фото — термоактивная опалубка

Термоактивная опалубка

Термоактивная опалубка с фанерными или стальными палубами является отличным способом прогрева бетона при возведении:

• Фундаментов;
• Не толстых бетонных стен;
• Перекрытий и т.д.

Минимальная температура, при которой можно использовать данный метод, составляет -25 градусов. В качестве нагревателей могут служить кабели, металлические решетки и пр.

Перед заливкой опалубку нагревают до +18 градусов. Затем, при подаче смеси, ее температуру увеличивают до +50 градусов. Греющую опалубку зачастую совмещают с электроподогревом смеси.

Заливка без прогрева

Мы рассмотрели наиболее распространенные варианты прогрева бетона, однако, можно выполнить зимнее бетонирование без прогрева. Данный метод хорош тем, что он не требует подведения электричества и монтажа обогревающих систем, что ускоряет процесс строительства.

Принцип этой технологии заключается в использовании специальных присадок, которые позволяют снизить температуру замерзания воды, а также ускорить процесс застывания бетона, чтобы раствор не успел замерзнуть. При этом прочность материала абсолютно не страдает.

Заливка бетона зимой без прогрева – возведение фундамента

Среди других достоинств использования данной технологии является предотвращение появления высолов.

Обратите внимание! Перед тем как залить бетон зимой без прогрева, необходимо узнать, при какой минимальной температуре можно выполнять данную операцию с использованием той или иной присадки.

Примером таких составов является присадка «Морозостоп». Чтобы обеспечить морозостойкость смеси с ее помощью, надо лишь добавить необходимое количество вещества, которое указано на упаковке. Цена такой добавки вполне доступная, поэтому стоимость бетона практически не увеличивается.

Совет! После застывания, бетон становится настолько прочный, что его обработка вызывает определенные сложности. Для этих целей используют алмазные инструменты, в частности, зачастую применяется резка железобетона алмазными кругами и алмазное бурение отверстий в бетоне.

Вот, пожалуй, и все основные нюансы, которые необходимо знать о прогреве бетона и его заливке в зимнее время года, если вы решили заниматься строительством при минусовой температуре.

Вывод

На сегодняшний день технологии обогрева бетона хорошо освоены строителями, так как они позволяют не прерывать процесс возведения бетонных конструкций даже зимой. Выбор конкретной технологии в той или иной ситуации должен делать специалист, в зависимости от условий окружающей среды и типа конструкции (узнайте также как использовать трансформатор прогрева бетона при работе в зимний период).

Из видео в этой статье можно получить дополнительную информацию по данной теме.

На необъятных просторах нашей родины существуют места, где зима длится полгода. Невозможно так долго пережидать морозы, чтобы начать строительство и строить в условиях, точно соответствующих техническим нормам.

Известно, что многие технологические процессы не совместимы с отрицательной температурой воздуха. Речь идет, в первую очередь, о бетоне, который не в состоянии набрать прочность, схватываясь, при температуре ниже нуля.

Чтобы не прерывать процесса строительства, ученые разработали мероприятия, благодаря которым происходит прогрев бетона зимой, что позволяет ему превращаться в камень без потери качества.

Чем температура ниже нуля мешает бетону твердеть

При затворении вяжущего (цемента) и наполнителей (песка и щебня) водой — при производстве бетона — происходит сложная химическая реакция. Заключается она в явлении гидратации: образовании гелевидных частиц, что выглядит как загустевание цемента. Оно происходит из-за образования иглообразных кристаллов по всему объему смеси. Процесс гидратации полностью меняет структуру бетона с алюминатной на силикатную — по истечение 6-8 часов, за которые бетон загустевает., в следующие 16-20 часов он твердеет Затем еще 28 дней он набирает прочность.

Так вот, если этому процессу помешает превращение воды в лед — ничего не произойдет: структура цементного раствора не изменится и, даже после размерзания воды, смесь уже не превратится в камень. Поэтому необходимо было изыскать способ, который даст возможность и при отрицательной температуре воздуха цементно-песчаной смеси затвердевать и набирать прочность бетонного камня.

Таких способов нашли несколько, каждый из них определяется теми условиями строительства, под которые был разработан. Самые популярные из них: способ термоса, электронагрева, термоактивной опалубки и паропрогрева. Поговорим о каждом из них.

Прогрев бетона зимой способом «термоса»

Способ основан на свойстве цементно-песчаной смеси, при затворении ее водой, выделять тепло. Получается, что если это тепло сберегать с помощью утепленной опалубки и укрывания наружной плоскости раствора опилками, шлаком или камышитом, тепло может сохраняться внутри конструкции время, нужное для затвердения бетона. Однако это время будет зависеть от объемности конструкции и площади ее теплоотдачи. Рассчитать его можно по формуле:

где M — степень массивности конструкции, A — площадь теплоотдачи конструкции, а V — ее объем. Условие таково: если М= больше, чем 10, то «метод термоса» при бетонировании будет работать. Если М=8-10, то метод сработает, если смесь прогреть до температуры 60-80°С.

В остальных случаях применение метода не даст нужного результата. Поэтому применяются другие методы, с использованием внутреннего и внешнего подогрева бетонной смеси.

Прогрев бетона с помощью нагревательного кабеля

Обычно используется специальный провод ПНСВ («Провод Нагревательный Сталь Винил» — имеется в виду материал жилы и оболочки), сделанный из одной стальной жилы в ПВХ изоляции; берется сечением 1,2 мм.

Перед заливкой бетона провод закрепляется на каркасе из арматуры. Длину секций и шаг между ними определяют, исходя из напряжения трансформатора (при В=220В, длина составляет 110м, уменьшается пропорционально).

Количество тепла, выделяемое проводами, способно нагреть смесь до 60-70°С, при расходе 50-55 м провода на 1 м³ бетонной смеси.

Электроснабжение проводов осуществляется трансформаторным устройством ППЭБ (3х380В), которое может прогреть 20-25 м³ смеси.

Условия работы следующие:

• Температура окружающей среды не должна быть ниже -25°С.
• Монтаж осуществляется только при фиксации проводов.
• Провода не должны касаться друг друга; минимальное расстояние между ними должно быть 15 мм.
• Места соединения провода с нагревателем должны быть выведены из зоны обогрева.
• К обогреву можно приступать после окончания заливки бетона.
• В конструкции делаются скважины, дающие доступ к проводам, чтобы контролировать ее температуру. Если она превышает норму, следует понижать напряжение в сети.

Способ бетонирования в термоактивной опалубке

Используется в монолитном строительстве. Термоактивной называется стальная опалубка, на которой смонтированы нагревательные элементы и устроена наружная термоизоляция (обычно из стекло- или шлаковойлочных матов толщиной около 50 мм). При использовании опалубки, ее нужно укрывать брезентом или пленкой, не пропускающей воздух, особенно в ветреную погоду.

Термоактивная опалубка применяется разборная, унифицированная и специально разработанная монтажными организациями. Количество энергии, необходимое для прогрева конструкции будет зависеть от ее массивности, температуры основания и окружающей среды, скорости ветра и теплопроводности опалубки.

Для использования опалубки подходит быстротвердеющий портландцемент и шлакопортландцемент. Температура готовой смеси не должна быть ниже +5°С. Основание перед заливкой нужно прогреть до +10°С. Промерзший грунт прогревают на глубину более 50 см — для пучнистых и более 30 см — для непучнистых грунтов. Температура и промерзающего грунта, и смеси в момент заливки д. б. не ниже +15°С.

Способ прогрева бетона с помощью пара

Как известно, одним из условий для твердения и набора прочности бетоном, является влажность. При положительных температурах бетонную поверхность увлажняют, по крайней мере, первые сутки. Поэтому поддержание высоких температур в толще бетона, при его прогреве, может быть чревато неравномерным отвердением бетонного камня и образованием в нем микротрещин. Чтобы этого не происходило, нужно четко выполнять режим прогрева.

Если по каким-то причинам обогрев кабелем изнутри или с помощью термоактивной опалубки невозможен, существует еще один, более энергозатратный, но зато более эффективный способ — паропрогрев.

• Создание благоприятных условий для твердения бетона с помощью тепла и влажности, значительно ускоряют процесс набирания им прочности. При температуре прогревания +70°С в паронасыщенном состоянии, бетон за 25-30 часов наберет такую же прочность, как за 10-15 суток при обычных условиях.
• Способ осуществляется с помощью т. н. «паровой рубашки». Оболочка укрывает конструкцию вместе с опалубкой, чтобы охватить всю ее поверхность парами низкого давления (на расстоянии 15 см).
• «Паровая рубашка» делается из нескольких деревянных щитов, между которыми прокладывается толь. Их плотно подгоняют друг к другу, швы герметизируют, оставляют отверстия для гибких шлангов, по которым через каждые 5-6 м² будет подаваться пар.
• Прогревая перегородки, рубашку устраивают только с одной стороны конструкции.
• Для колонн пар подается снизу через каждые 3,5 м.
• Пар пускают за пол часа до начала заливки бетона, чтобы предварительно прогреть конструкцию.

Строительные мероприятия, связанные с бетонированием монолитных конструкций, осуществляются на протяжении года. Зимой строителям приходится решать ряд задач по обеспечению прочности бетона и предотвращению замерзания входящей в раствор воды. С целью поддержания положительной температуры раствора и обеспечения оптимальных условий схватывания осуществляется прогрев бетона. Рассмотрим детально методы нагрева с использованием электрической энергии и инфракрасных лучей.

Как осуществляется прогрев бетона в зимнее время

С наступлением зимних холодов строителям приходится сталкиваться с серьезными проблемами, связанными с особенностями бетонного раствора. Он содержит гравий, портландцемент и песок с добавлением воды. Раствор при обычных условиях приобретает эксплуатационные характеристики на протяжении месяца. Однако вода при замерзании увеличивается, что может разрушить монолит.

В процессе осуществления строительных и ремонтных работ в условиях низких температур для ускорения отвердения бетонного раствора следует использовать прогрев бетона

Для поддержания температуры используются следующие технические приемы:

• электрический прогрев специальным кабелем. Для повышения температуры применяется ПНСВ провод, который заранее прокладывается по подлежащей заливке конструкции;
• электронагрев с помощью сварочного трансформатора. К источнику электроэнергии подключается кабель для прогрева бетона с помощью введенных в массив электродов;
• нагрев с помощью специальной опалубки. В стандартных элементах щитовой конструкции опалубки вмонтированы быстросъемные электронагревательные элементы;
• инфракрасный разогрев. Он основан на использовании направленного инфракрасного излучения, благодаря которому повышается температура бетона;
• предварительный разогрев смеси. Раствор нагревается до заливки таким образом, чтобы при твердении он сохранял положительную температуру;
• обустройство специальных шатров. Сооружается каркасная конструкция с брезентовым или полиэтиленовым перекрытием, внутри которой работает тепловая пушка.

Принятие решения о применении конкретного метода нагрева осуществляется на основании предварительно выполненных расчетов. В комплексе проанализировав все факторы и оценив экономическую сторону вопроса, можно определиться и принять правильное решение. Остановимся на особенностях каждого способа разогрева.

Электропрогрев бетона с помощью кабеля ПНСВ

Используя провод для прогрева бетона ПНСВ несложно обеспечить оптимальную для застывания раствора температуру. Этот метод достаточно простой и предусматривает прокладку специального провода ПНСВ, который греется при подаче низкого напряжения от понижающего трансформатора.

Такой способ работает по достаточно простому принципу. Прежде чем выполнить заливку, закладывается провод для прогрева бетона

Технология электрического обогрева специальным проводом имеет ряд преимуществ:

• обеспечивает высокую эффективность. Правильно подобранный и профессионально уложенный нагревательный провод способен обогреть бетонный массив увеличенного объема;
• гарантирует экономичность. Незначительное потребление электрической энергии позволяет избежать существенных финансовых расходов и заметно сокращает сметную стоимость работ;
• сохраняет структуру монолита. При подаче питающего напряжения не образуются трещины в зонах прокладки кабеля, а также пузырьки воздуха в разогреваемом проводом бетонном массиве;
• является универсальной. Электрический обогрев может использоваться для монолитных конструкций, изготовленных из обычного бетона, а также усиленных стальной арматурой.

Несмотря на серьезные преимущества, метод имеет определенные недостатки:

• требует проведения подготовительных мероприятий, при выполнении которых укладывается кабель прогревочный для бетона. Важно соблюдать аккуратность при укладке петель провода и придерживаться рабочей схемы;
• нуждается в использовании специального трансформатора. Мощность понижающего оборудования должна обеспечивать возможность повышения температуры бетонного массива до необходимого уровня.

Используется специальный кабель, состоящий из токопроводящего сердечника и изоляционного покрытия. Провод подбирается на основании расчетов, учитывающих ряд факторов:

• питающее напряжение трансформатора;
• диаметр токопроводящей жилы;
• длину провода.

Нужно принять во внимание, что закладка прогревочных петель осуществляется обычно при малоприятной погоде

При прокладке кабеля важно соблюдать следующие требования:

• обеспечить чистоту поверхности и исключить возможность повреждения кабеля;
• избегать перегибов жил и равномерно укладывать провод по всей площади.

Важно обеспечить требуемую интенсивность нагрева:

• на протяжении первых двух часов нагрева, скорость не должна повышаться более чем на 10 градусов в час;
• рабочая температура должна быть стабильной в течение всего периода прогрева;
• скорость остывания разогретого массива не должна превышать 5 градусов Цельсия в час.

Приобретайте провод для прогрева бетона только у проверенных производителей, и проверяйте наличие сертификата. Метод использования кабеля для нагрева бетонного раствора аналогичен процессу обустройства теплого пола.

Прогрев бетона сварочным аппаратом

Прогреть раствор можно, используя сварочное оборудование и проволочные электроды. Метод положительно зарекомендовал себя при заливке в зимнее время вертикальных конструкций:

• колон;
• стен;
• ограждений.

Производить электропрогрев бетона можно с использованием электродов, заменяющих собой провода ПНСВ

В качестве токопроводящих элементов может использоваться:

• стальная арматура;
• проволока диаметром 8–10 мм;
• металлические пластины.

Практическая реализация этого способа несложная:

• после бетонирования вертикальных конструкций необходимо воткнуть в бетонный массив электроды;
• затем следует с помощью кабеля подать питающее напряжение от понижающего трансформатора.

При нагреве вертикальных колонн небольшого сечения достаточно использовать один электрод. При этом прогрев бетонной смеси будет осуществляться путем подачи напряжения на арматурный каркас и установленный в раствор стальной стержень.

При выполнении работ важно соблюдать следующие требования:

• подобрать расстояние между стержнями, которое должно составлять не менее 60 см в зависимости от климатических условий;
• регулировать питающее напряжение для достижения необходимой температуры прогрева бетонного массива.