Прогрев бетона в зимний период

Мир бетона

На сегодняшний день благодаря тому, что современные технологии позволяют продолжать строительные работы даже в зимнее время, готовые объекты могут сдаваться ровно в срок и с гарантией качества. Даже в зимнее время бетонные конструкции продолжают строиться и работы не останавливаются из-за погодных условий.

При бетонировании любых конструкций в зимний сезон при минусовой отметке требуется соблюдение специальных температурных условий для твердеющего бетона. Главное условие для качественного застывания бетонной смеси – не дать температуре опуститься ниже технически обусловленной отметки.

Для того чтобы обеспечить прочность бетону во время его застывания, необходимо соблюсти и выдержать температурный режим.

Зачем зимой прогревать бетон

Чтобы понять, откуда и почему в бетоне появляются трещины, необходимо знать принцип его заливания и правила его застывания. При замешивании в ручном режиме бетонного раствора к сухой смеси добавляется вода. Именно излишки воды при минусовой температуре замерзают в растворе, из-за чего образовываются немаленькие кристаллики льда, а также возникает сильное давление в порах цементной смеси, все это приводит к разрушению незастывшего бетонного раствора и сильному снижению его прочности после застывания. Наиболее критичным является замерзание во время схватывания.

Главным условием, которое должно соблюдаться при выдерживании и застывании бетона – это правильный температурный режим. Если все требования будут соблюдены, то прочность бетона будет максимальной. При снижении температуры вода с цементом взаимодействует медленнее, а при повышении градусов – ускоряется. Поэтому во время бетонирования больших монолитных конструкций зимой необходимо соблюдать правильные температурно-влажностные условия, которые позволят набрать максимальную прочность бетона за минимальный период времени.

Метод бетонирования зимой

Методов заливания бетона существует несколько. Виды его зависят от погодных условий, а также от типа конструкции, что возводится. Среди самых распространенных:

1. Термос, также может быть добавлением противоморозных компонентов.
2. Обогревающая опалубка.
3. Подогрев при помощи электродов.
4. ИК или индукционный прогрев.
5. Прогревание проводами.

Чтобы отчетливее иметь представление о прогреве бетонной смеси, рассмотрим наиболее актуальные методы отдельно.

Электропрогревание бетона зимой

Самым распространенным методом, который сберегает тепло искусственным методом, является прогревание раствора при помощи электродов. Метод основывается на пропускании электрического тока сквозь бетонный раствор, за счет чего выделяется тепло. Чтобы подвести ток к бетонной смеси, впору использовать различные типы электродов, которые имеют индивидуальную схему подключения. Из-за того, что постоянный ток провоцирует электролиз воды в растворе, в период прогревания может применяться однофазный и трехфазный переменный ток.

Типы электродов, которые используются для прогревания:

1. Стержневой электрод. Делается он из арматуры и размещается в бетонном растворе с расчетным шагом. Край необходимо располагать в 3-х сантиметрах от опалубки. С помощью таких электродов можно прогреть самую сложную конструкцию.
2. Пластинчатый электрод. Такие пластины крепятся на внутреннюю сторону опалубки и за счет подключения противоположных друг другу электродов, создается электрополе, под воздействием которого бетонная смесь будет подогреваться до нужной температуры и держаться требуемое время.
3. Струнный электрод. Данный тип обычно применяют при прогревании бетонных колонн.
4. Полосовой электрод. Такие полосы можно крепить к требуемым сторонам конструкции.

Следующий довольно распространенный метод прогревания – это нагревательный провод. Эта технология на сегодняшний день наиболее применяема крупными строительными фирмами, как отечественными, так и зарубежными. Заметим, что довольно многие объекты в Москве при строительстве прогревались с помощью именно этого метода.

Данный метод заключается в креплении нагревательного провода, требуемой длины к арматурному каркасу до укладки массы в опалубку. Этот способ подразумевает использование провода ПНСВ, его стержень стальной оцинкованный, диаметр которого 1,2 мм. Выделяемое тепло от такого провода, при прохождении по нему электричества, распределяется равномерно по бетонной смеси, и позволяет прогревать ее до 40 градусов. Провода питаются электричеством при помощи специальных подстанций, которые имеют несколько ступеней пониженного напряжения. Одна подобная подстанция способна подогревать до 3 кубических метров бетона. Для того чтобы прогревать 1 кубический метр бетона, требуется около 60 метров провода. Данный метод позволяет прогревать бетонные конструкции любой сложности при температуре до -30 градусов.

На сегодняшний день большие строительные компании используют одновременно несколько типов подогрева. Необходимость такого комбинирования зависит от многих факторов, главными среди которых считают:

• размер строительного объекта;
• требуемая прочность бетона;
• погодные условия;
• наличие энергоресурса на стройплощадках.

Способ прогревания опалубки подразумевает ее конструирование с элементами нагрева, которые закладываются в нее изначально. Данный метод схож с методом прогрева пластинами, только прогревание идет не от внутренней стороны опалубки, а от ее внутрянки или наружной стороны.

Используется данный метод в зимнее время не очень часто из-за его сложности. Заливая фундамент, опалубка не может соприкасаться со всей бетонной конструкцией, поэтому идет подогрев только части бетонной массы.

Индукционный метод используют крайне редко. Обычно его применяют в балках, прогонах, ригелях. Принцип данного метода в том, что вокруг металлической арматуры обматывается изолированный провод, который создает индукцию и разогревает сам металлический стержень.

Электропрогревание бетонного сооружения используется в зимний период за счет того, что ИК-лучи способны прогревать всю поверхность непрозрачного объекта и распространять тепло по всей площади. Выбирая данный метод, следует учитывать, что конструкцию нужно окутать полиэтиленовой пленкой для того, чтобы лучи проходили сквозь нее, а тепло не выходило слишком быстро. Преимущество такого метода в том, что он не требует наличия специальных подстанций, а недостатком является неравномерное прогревание бетонного строения. Этот способ наиболее подходящий для прогревания тонкой конструкции.

Начиная строительство того или иного объекта, позаботьтесь о том, чтобы были соблюдены все правила, рекомендации и учтены все нюансы, в противном случае можно получить не только некачественный результат, но и делать через год капитальный ремонт всего бетонного сооружения.

Бетон будет прочен только в том случае, если он положен правильной методикой и выстоялся согласно нормам.

Прогрев бетона в зимнее время

Основное требование к зимним работам по бетонированию – выполнение процесса в заданном темпе и строгой последовательности. Благодаря безошибочности действий с соблюдением технологического регламента добиваются гарантированного качества конструкций и оснований, заливаемых при минусовых температурах. Условия профессиональных бетонных работ регламентируются:
нормами и правилами СНиП 3.03.01-87;
СНиП 3.06.04-91;
несколькими другими документами, на основе которых разработаны строительные стандарты для районов с холодным климатом.
Запрещено выполнять прогрев бетона в зимнее время с отступлениями от проекта строительных работ.

Основные методы прогрева бетона

Существует несколько методов прогрева бетона в зимний период. Следует понимать, что при применении технологий не всегда ведущим параметром становится цена. Зачастую при незначительном увеличении расходов получают результаты в разы технологичнее и прочнее аналогов.

Один из давних и недорогих способов бетонирования на морозе – метод термоса. В его основе лежит эффект гидратации. Он основан на том, что экзотермическая теплота, выделяемая в процессе отвердения бетона, суммируется с теплотой, занесенной в смесь еще при изготовлении бетона на заводе.
Привезенный с завода бетон доставляют на объект с максимально высокой, насколько это возможно, температурой.
При этом раствор следует быстро поместить в подготовленную заранее опалубку и укрыть теплоизоляцией.
Во время гидратационного процесса 1 кг смеси выделяет примерно 80 килокалорий тепла, что способствует получению бетонных изделий с критической прочностью, приобретаемой ко времени замерзания.
Специалисты рекомендуют использовать эту технологию, комбинируя с комплексной добавкой или сочетая с электрообогревом.

Метод на основе комплексных противоморозных добавок

При выборе противоморозных добавок необходимо строго соблюдать технологию и придерживаться следующих требований:
термическое сопротивление опалубки должно быть выше расчетного значения (только в этом случае бетон способен достигнуть отметки критической прочности);
тонкие элементы конструкции, выступы и прочие части, которые остывают/затвердевают быстрее, чем основание, должны подогреваться дополнительно (так достигается равномерное твердение бетона);
поверхность конструкции, незащищенную опалубкой для предотвращения потери влаги или, наоборот, исключения переувлажнения за счет чрезмерного попадания снега по отвердевании, нужно укрыть гидроизоляцией (используют полиэтилен или другие плотные материалы);
при явной угрозе падения температуры ниже расчетного значения (следите за прогнозами по местности) конструкцию нужно либо утеплять, либо подогревать.
Электропрогрев бетона
Самый экономичный способ термообработки бетона – электропрогрев, а именно электродный прогрев бетона. Электроток проходит через проводник, которым является бетон, и разогревает изнутри весь объем раствора. Метод отлично зарекомендовал себя в армированных и малоармированных блоках, ростверках фундамента.

Важно: использование электродов для конструкций с большим количеством арматуры крайне нежелательно.

Периферийный прогрев выполняют с помощью ленточных электродов, изготовленных из широких полос кровельной, стали, закрепленных на опалубке. В качестве стержневых электродов используют стальную гладкую арматуру толщиной от 5 мм.

Прогрев бетона электродами

Подключение электродов выполняется отпайками (отводами). Соединение отпайки с электродом идет путем скрутки, с применением петель, кольца или зажима. Для подключения необходимо использовать понижающий трансформатор или сварочный аппарат. После отвердевания бетона электроды остаются внутри, контакты, выглядывающие наружу, обрезают.
Альтернативой электродному способу прогрева выступают инновационные термоэлектроматы «ФлексиХИТ». Они в 4,4 раза сокращают энергозатраты.
При использовании термомата инфракрасные лучи равномерно прогревают конструкцию. Марочный бетон за 11 часов набирает прочность, которую он приобрел бы за 28 суток в естественных условиях.
С их помощью избавляются от лишних конструкций. Важная характеристика термомата – скорость укладки., Оборудуя фундаменты и ростверки термоматами для прогрева буронабивных бетонных свай повышается скорость гидратации.
Мастеру потребуется всего полчаса на монтаж термоматов, а при подключении электродов тратится минимум полдня на сборку схемы и присоединение ее к источнику напряжения.

Обогрев бетона в опалубке

Способ греющей опалубки подразумевает передачу тепла от нее наружным слоям бетонной конструкции. Оттуда нагрев идет в толще бетона за счет теплопроводности. Альтернатива греющей опалубке – монтаж все тех же термоматов «ФлексиХИТ» с аналогичными выгодами
Оба способа используются для тонкостенных и средней величины бетонных стен с армированием и без него.
Тепло от опалубки или ИК-нагрева термоматом компенсирует тепловые потери пристенными слоями бетона в крупных монолитных блоках большой массы и объема. В основе — принцип «регулируемый термос» для фундамента.
Однако если в виде нагревающей опалубки для бетона используют греющие провода и углеграфитовые изолируемые стеклотканью ленты размером 10 см, то применение термомата заключается в плотном прилегании изделия к поверхности ростверка.

В том и другом случае для поддержания изотермического процесса необходимо избегать появления воздушных прослоек, по возможности утеплить конструкцию. Монтаж оборудования для нагрева происходит с наружной стороны опалубки.
Применение для обогрева греющего провода, 2-сегментного или цельного термомата
В основе традиционного способа — выделение тепла от проводника, находящегося в конструкции. Обогрев идет путем кондуктивного тепловыделения.
Новейший способ, используемый для изготовления колонн в зимнее время, основан на применении цельных термоматов или 2-сегментных инфракрасных обогревателей для прогрева бетонных колонн. Устройства оборудованы встроенным терморегулятором в каждом сегменте нагревающего устройства.
Особенность традиционного метода – провод со специальной стальной жилой высокого сопротивления и сечением 1,2-1,4 см². Метод используется для изготовления колонн: провод (прядь) навивается на арматуру и располагается с 2-х сторон колонны.
2-сегментный термомат располагается снаружи колонны, полностью плотно оборачивая ее собой. Углы при этом должны совпадать с сегментами термомата. Таким образом, по всей площади обеспечивается равномерный прогрев с минимальными энергозатратами.
Цельный термомат применяется, если размер колонны известен заранее. При производстве перекрытий и балок термоэлектроматы укладывают в нижней части бетонируемого изделия.

Способ воздушного прогрева

Способ воздушного прогрева бетона относится к конвективному типу и заключается в равномерном нагреве конструкции от подводимого снаружи теплого воздуха. Применяют для этого гибкий шланг или прорезиненный рукав. Воздух вырабатывает теплогенератор, запитанный от электросети переменного напряжения или работающий на дизтопливе.
Рекомендуется пользоваться электрическими теплогенераторами, поскольку при работе дизеля выделяется большое количество выхлопных газов.

Тепляк для заливки фундамента

Воздушный обогрев используется для заливки бетоном опалубки в закрытом пространстве с воздушной циркуляцией воздуха, усиленной вентилятором для равномерного прогрева бетона. При воздушном обогреве рекомендуется применение утепленных брезентовых воздухонепроницаемых материалов для создания тепляка над бетонной конструкции.

Контроль за проведением бетонных работ в зимнее время
Согласно нормам СНиП 152-01-2003 качество бетонных изделий подтверждается после проведения контрольных мероприятий. Используется контроль:
входной (проверяется соответствие смеси наличию всех составляющих);
операционный контроль (производится во время выполнения действий укладки и прочих работ);
приемочный контроль (проверка качества конструкции в целом).
Таким образом, проверяется правильность принципа бетонирования фундамента и возведения монолитных конструкций в зимнее время.
Способов бетонирования зимой много. Они широко используется в районах с холодным климатом. Современные методы с использованием инфракрасного прогрева более эффективны и безопасны, именно поэтому их все чаще выбирают квалифицированные мастера.

Минусовая температура отрицательно сказывается на гидратации бетонной смеси. Основная задача зимнего бетонирования — сохранение влаги и поддержка нужного температурного режима для оптимального схватывания бетона. Сегодня мы рассмотрим несложные приёмы, позволяющие проводить бетонные работы в зимний период.

Географическое положение нашей страны диктует свои правила и технологии на все виды строительных работ, проводимых в холодное время года. С повышением отрицательных температур бетонные работы возможны лишь на тех площадках, где заранее заложена техническая возможность электропрогрева или другого вида прогрева бетонной смеси. Как вы уже догадались, речь идет о крупных строительных площадках, где независимо от погодных условий бетон должен литься в строго определенные сроки.

Минусовая температура отрицательно сказывается на гидратации (срок набора прочности) бетонной смеси. Давайте вспомним, из чего она состоит: цемент, песок, вода и щебень. Вода — это катализатор для химической реакции процесса схватывания бетона. При отрицательной температуре происходит вымерзание влаги, которая крайне необходима для процесса набора прочности, потеря прочности бетона ставит под угрозу все дальнейшие виды работ. Основная задача зимнего бетонирования — это сохранение влаги и поддержка нужного температурного режима для оптимального схватывания бетона. Если влага в бетонной смеси закристаллизовалась, то этот бетон уже не спасти, и не стоит ждать оттепели — этот процесс необратим.

Рекомендуемые нормативы зимнего бетонирования:

1. Оптимальная температура для схватывания бетона +10…+20 °C.
2. При температуре -20…+10 °C необходимо принимать меры для нормальной гидратации бетона.
3. При опускании температуры ниже отметки -20 °C все виды бетонных работ запрещены.

Способы прогрева бетона в домашних условиях

При температуре 0…+10 °C допускается работа с бетоном при условии добавления присадок пластификаторов, которые не дают смеси потерять нужный набор прочности. В зависимости от температуры окружающей среды присадка разводится строго в пропорции, указанной в прилагаемой инструкции. Купить антиморозную присадку можно в любом строительном магазине.

Недостаток пластификаторов — это замедленный набор прочности, если при +17 °C бетон набирает свою марочную прочность за 7 дней, то при +7 °С с использованием пластификаторов процесс может затянуться до 30 дней. Для того чтобы ускорить схватывание бетона, после заливки его необходимо утеплить подручными средствами, которые вы легко найдете в своем хозяйстве. Если заливается бетонная плита, желательно засыпать её древесными опилками, что сократит процесс гидратации почти вдвое.

В качестве утеплителя прекрасно подходит пенопласт и пенофлекс, но покупать его для одной заливки не слишком рентабельно. Гораздо дешевле купить пенопластовую крошку и засыпать ей плиту, для того, чтобы легкую крошку не сдувало ветром, её необходимо накрыть клеенкой или брезентом, прижав его по периметру заливаемой плиты.

Колонны и стены защищены опалубкой, но все же не будет лишним накрыть открытые участки бетона той же клеенкой или брезентом. Во время набора прочности бетона происходит химическая реакция, благодаря которой сама бетонная смесь выделяет некоторое количество тепла, которое необходимо сохранить дополнительными утеплителями.

Если столбик термометра опустился ниже нуля, то выделяемого тепла уже недостаточно. На промышленных стройках для прогрева бетона при минусовых температурах используют специальные трансформаторы, посредством которых греют бетон нагревательными проводами.

Покупать специальный трансформатор для того, чтобы залить в мороз пару кубов бетона, затея не слишком хорошая. В качестве такого трансформатора вполне реально использовать обычный сварочный трансформатор на 150–200 А. Ниже приведен список материалов, необходимых для прогрева небольшой плиты сварочным аппаратом:

1. Сварочный аппарат 150–200 ампер.
2. Провод ПНСВ 1,5мм.
3. Одинарный алюминиевый провод АВВГ 1×2,5мм.
4. Изолента ХБ (черная).
5. Токовые клещи.

Подготовка к прогреву

Греющий провод ПНСВ необходимо разрезать на куски длиной в 17–18 метров. Полученные отрезки (петли) равномерно укладываем и подвязываем по всему арматурному каркасу заливаемой конструкции. Закладываем петли таким образом, чтобы после заливки они находились чуть выше середины плиты, если заливается колонна или стена, слой бетона над петлями должен быть не менее 4 см. Подвязывать греющий провод лучше всего изолированным алюминиевым проводом. Он должен идти не в натяжку, в идеале его нужно расположить в волнообразном порядке. Расстояние между петлями, в зависимости от температуры воздуха, колеблется от 10 до 40 см. Чем ниже минусовая температура, тем меньше расстояние между петлями. Количество прогревочных петель зависит от мощности сварочного аппарата. Одна петля потребляет 17–25 ампер, значит, 6–8 прогревочных петель — это максимум, что вытянет сварочный аппарат на 250 ампер.

При укладке петель важно маркировать концы, как вариант, на один конец каждой петли наматываем полоску изоленты, а второй конец оставляем свободным.

После того как петли уложены и подвязаны, нужно нарастить на них алюминиевые концы, которые потом подключаются к аппарату. Длина холодных концов определяется месторасположением самого сварочного аппарата, но не более 8 метров. Сращиваем петлю и холодный конец при помощи скрутки длиной в 4–5 см. Тщательно изолируем скрутку ХБ-изолентой и укладываем её с таким расчетом, чтобы после заливки она осталась в бетоне, так как на воздухе скрутка сгорит. Маркировку изолентой нужно перенести на присоединяемый холодный конец петли.

Подключение и прогрев

После заливки все холодные концы нужно подключить к сварочному аппарату, концы с маркировкой и без сажаем на разные полюса аппарата. После того как все подключено, проверяем всю схему прогрева и включаем аппарат на минимальной нагрузке регулятора мощности. Токовыми клещами меряем каждую петлю в отдельности, норма 12–14 ампер. Через час добавляем половину запаса мощности аппарата, через два часа выкручиваем регулятор полностью. Очень важно равномерно добавлять амперы на прогревочные петли, на каждой петле должно показывать не более 25 ампер. При температуре -10 °C 20 ампер на петле обеспечивают нормальную температуру, необходимую для схватывания бетона. По мере схватывания бетона ампераж петли падает, что дает возможность постепенно его увеличивать на сварочном аппарате. Перед тем как увеличить, смотрим, упало или нет значение на самих петлях. Если ампераж не изменился с последней проверки, то ждем, когда он упадет хотя бы на 10%, и лишь после этого повышаем ток.

Время прогрева зависит от объема заливки и температуры окружающего воздуха. Так же как и в бетонировании с присадками, дополнительно утепляем заливаемую конструкцию. При морозе до 10 градусов достаточно 48 часов для нормальной гидратации бетона. После того как прогревочные петли отключены, дополнительные утеплители остаются еще минимум 7 дней. Не стоит слишком нагревать бетон, так как это чревато излишним испарением влаги, что в последствии приведет к образованию трещин и потери прочности бетона. Плита под утеплителем должна быть чуть теплой и не более того. Прогрев бетона сварочным аппаратом в домашних условиях требует повышенных мер электробезопасности и должен выполнятся лишь при наличии необходимого запаса знаний электротехники и профессиональных навыков работы со сварочным аппаратом.

При отсутствии сварочного аппарата можно использовать старый способ прогрева — «тепловой шатер». При заливке небольших конструкций над ними возводится палатка из брезента или фанеры, воздух в которой греется с помощью тепловых пушек или газовых обогревателей. Хорошо зарекомендовали себя при таком методе обогрева «Чудо-печки», работающие на дизельном топливе. При экономичном потреблении топлива (2 л на 12 часов) одна печь прогревает 10–15 кубов воздуха теплового шатра до нужной температуры гидратации бетона.

Видео по теме