Как климат России влияет на бетонные работы

Из-за особенностей климата Россию можно заслуженно назвать страной климатических контрастов. Из-за большой протяженности территории, как с севера на юг, так и с востока на запад, в различных климатических поясах самые высокие средние температуры лета могут варьировать от +1°С до +25°С, а самые низкие зимние — от –50°С до +6°С.

Тем не менее, даже по этим числам видно, что в целом на большинстве территорий климат в нашей стране довольно холодный, с выраженной сезонностью. Зимой, а также осенью и весной отрицательные температуры — не редкость.

Как связаны особенности российского климата с бетонированием

Климатические особенности имеют большое влияние на строительные работы.

Один из самых распространенных строительных материалов — бетон, а также цементные растворы, то есть, материалы, изготовленные на основе цемента.

Из бетона изготавливают:

1. фундаменты;
2. монолитные стены;
3. перекрытия;
4. лестницы;
5. дорожки, площадки, промышленные полы

и многое другое.

Цементные растворы применяются для кладки из кирпича, камня и блоков, а также для отделочных работ.

Таким образом, на многих этапах строительства применяются бетонные смеси и цементные растворы.

Но, к сожалению, с низкими температурами они «не дружат».

Влияние температуры наружного воздуха на бетон. Какова идеальная температура и погода для заливки бетона

Чтобы разобраться, почему бетон долгое время не заливали при пониженных температурах в холодные сезоны, нужно понимать процессы, которые протекают в бетонных смесях и цементных растворах, приводя к образованию твердого и прочного, подобного камню, материала.

Сначала это просто цемент — порошкообразный материал. Существует ГОСТ, который регламентирует состав и прочие свойства различных цементов.

ГОСТ 31108-2016 « Цементы общестроительные. Технические условия» дает такую классификацию по составу:

1. ЦЕМ I — портландцемент;
2. ЦЕМ II — портландцемент с минеральными добавками;
3. ЦЕМ III — шлакопортландцемент;
4. ЦЕМ IV — пуццолановый цемент;
5. ЦЕМ V — композиционный цемент.

Цементы типов ЦЕМ II–ЦЕМ V подразделяют на подтипы A, B и C в соответствии с содержанием клинкера и добавок .

По прочности на сжатие в возрасте 28 суток в соответствии со стандартами их подразделяют на следующие классы : 32,5; 42,5 и 52,5.

По прочности на сжатие в возрасте 2/7 суток их подразделяют на подклассы:

1. медленнотвердеющие (обозначаются литерой М) — применяется только для цементов ЦЕМ III/B и ЦЕМ III/C;
2. нормальнотвердеющие (обозначаются литерой Н);
3. быстротвердеющие (обозначаются литерой Б).

Условные обозначения цементов:

1. наименование цемента;
2. сокращенное обозначение типа и подтипа цемента и вида добавки;
3. класс прочности;
4. подкласса;
5. настоящий стандарт.

Пример условных обозначений: Портландцемент типа ЦЕМ I класса 42,5 быстротвердеющий — Портландцемент ЦЕМ I 42,5Б ГОСТ 31108-2016.

Цементы бывают разных видов: отличаются по составу, тонкости помола, марке по прочности, которая обозначается числом, означающим прочность. Чем выше это число тем, теоретически, прочнее будет полученный из этого цемента бетон, однако многое зависит от того, сколько цемента добавили в смесь, использовались ли химические присадки, как эту смесь заливали и уплотняли, в какую погоду заливали бетон, и как за ним впоследствии ухаживали.

Чтобы получить цементный раствор, цемент смешивают с водой и добавляют заполнители, в частности, песок, а в бетонные смеси — еще и крупные заполнители (щебень и гравий).

Именно в момент смешивания цемента и воды запускаются химические реакции гидратации.

По мере смачивания частиц цемента, его компоненты реагируют с водой, а результатом этих реакций является образование нового вещества с кристаллической структурой. Тут уместно заметить, что все эти реакции протекают с разной скоростью, которая зависит, в том числе, от того, насколько быстро произошло смачивание, и какова температура окружающей среды.

Процесс набора прочности бетона, таким образом, протекает по-разному в зависимости от температуры.

При благоприятных условиях бетон набирает расчетную прочность в течение 28 дней, причем самая высокая скорость процессов наблюдается в первые часы после укладки смеси, затем скорость твердения бетона постепенно снижается. После набора расчетной прочности процессы отвердевания в бетоне продолжаются еще в течение многих месяцев, но с очень низкой скоростью. Поэтому важно обеспечить оптимальные условия именно в первые четыре недели после заливки.

Какие же температурно-влажностные условия считаются оптимальными для твердения бетона?

Это температура воздуха от +18°С до +22°С и влажность, близкая в 100%.

В большинстве регионов России такие условия возможны лишь в очень короткие промежутки времени: поздняя весна, начало и конец лета, ранняя осень. И даже в этом случае следует учитывать ночные температуры, которые могут опускаться практически до 0°С.

Для свежеуложенного бетона такие колебания очень вредны: чем ниже опускается температура, тем медленнее протекают реакции гидратации. При температуре около 5°С реакции гидратации и набор прочности практически прекращается. При температуре ниже 0°С непрореагировавшая вода замерзает, что впоследствии приводит к появлению в бетоне полостей, трещин и прочих дефектов.

Замерзание приводит и к росту внутреннего давления, в результате чего бетон может разорвать.

Важно!

Замерзающая вода представляет опасность и для арматуры, поскольку кристаллы льда вокруг арматуры препятствуют ее качественному сцеплению с бетоном.

В итоге, при потеплении бетон все равно набирает прочность, но она будет ниже расчетной.

По этим причинам долгое время строители воздерживались от бетонирования в холодную погоду. Но не всегда получалось заморозить стройку на несколько месяцев, поэтому разрабатывались специальные методы зимнего бетонирования.

До какой температуры можно заливать бетон без добавок

Определение зимнего бетонирования дано в СП 70.13330: зимним называется бетонирование, которое осуществляется при средних суточных температурах ниже +5°С либо минимальных суточных температурах ниже 0°С.

Зимнее бетонирование требует применения специальных мер: использования противоморозных добавок либо методов прогрева бетона или сохранения в нем тепла.

Как заливают бетон в минусовую температуру

Заливка бетона при минусовой температуре может осуществляться по разным причинам:

1. невозможность прекратить строительные работы на длительный срок;
2. планирование строительства в зимнее время из-за слабого грунта;
3. низкие расценки на строительные материалы зимой.

Важно!

При зимнем бетонировании используются высокомарочные быстротвердеющие цементы и портландцементы ЦЕМ I 32,5Н ГОСТ 31108-2003.

Существуют специальные меры, применяемые для того, чтобы даже зимой, в условиях отрицательных температур, получать качественные бетонные изделия.

Используют три основных типа мероприятий:

1. предотвращающие промерзание бетона до набора критической прочности;
2. прогревающие;
3. использование специальных противоморозных и ускоряющих добавок.

В зависимости от типа мероприятий, бетон называют «теплым» или «холодным» (твердеющим без подогрева).

Важно!

При зимнем бетонировании главное — обеспечить благоприятные условия до набора критической прочности. Она определяется проектной документацией и составляет от 30 до 50%. Обычно эти значения достигаются на 4–6-й день после укладки. После того, как бетон достиг критической прочности, промерзание ему не вредит. Также различают распалубочную прочность — 50–70% от расчетной, после достижения которой можно снимать опалубку. Быстрый набор распалубочной прочности повышает оборачиваемость оборудования и ускоряет строительство.

Температура бетонной смеси, которая поступает к месту стройки, должна быть не ниже +5°С. С учетом того, что во время транспортировки она будет остывать, ее замешивают на прогретых заполнителях и подогретой до 70°С воде. Сам цемент не прогревают.

Важно!

Если планируется длительная транспортировка, необходимо использовать противоморозные и пластифицирующие добавки, например, комплексную добавку CemFrio CEMMIX, которая сочетает свойства противоморозной, ускоряющей и пластифицирующей добавки.

Сохранение тепла

Метод термоса и метод горячего сухого термоса применяются для конструкций большого объема, без тонких стенок и с малой поверхностью остывания.

Бетон укладывают в прогретую опалубку (либо на слой горячего керамзита), а сверху укрывают теплоизолирующими материалами, такими, как пенопласт, доски, маты, пленка, рулонные материалы.

Поскольку реакции гидратации носят экзотермический характер, то есть, протекают с выделением тепла, достаточно сохранить это тепло, чтобы дать бетону возможность набрать критическую прочность.

Температуру бетона в массе постоянно контролируют, чтобы не допускать температурного градиента.

Каталог продукции CEMMIX

CemFrio 5л

Противоморозная высокоэффективная комплексная добавка для бетонных и растворных смесей

Это экономичный метод, но он подходит только для массивных бетонных конструкций. При очень низких температурах в дополнение к этому методу используют противоморозные и ускоряющие набор прочности добавки, такие, как CemFrio CEMMIX, чтобы ускорить набор критической прочности.

Прогревающие мероприятия

Эти меры делятся на устройство тепляков и искусственный прогрев бетона.

Тепляки — это шатры, которые ставят над залитым бетоном, а внутри шатров устанавливают обогреватели и тепловые пушки, чтобы поддерживать минимально необходимую температуру твердения — выше +5°С.

Искусственный прогрев бетона осуществляют с помощью электродов, ИК-излучения, электромагнитного поля или проводников.

Эти меры требуют как наличия специального оборудования, так и затрат на электричество.

Чтобы сэкономить затраты, целесообразно использовать ускорители набора прочности бетона, которые позволяют ему быстрее набрать критическую прочность и прекратить прогревающие мероприятия.

Советуем изучить: Для ускорения набора прочности

«Холодный» бетон

В современных условиях можно сэкономить и заливать бетон без прогревающих и утепляющих мер. Для этого достаточно применять специальные противоморозные и ускоряющие добавки, которые позволяют бетонировать даже в суровые морозы — до –20°С и не вызывают коррозии арматуры.

Советуем изучить: Для проведения работ в морозы

Каталог продукции CEMMIX

CemFrio 5л

Противоморозная высокоэффективная комплексная добавка для бетонных и растворных смесей

Бетонные работы в жарком климате

Заливка бетона в жаркую погоду также представляет определенные сложности. Дело в том, что повышение температуры делает скорость набора бетона слишком высокой, в результате чего прочность готового изделия снижается. Также есть опасность пересыхания верхнего слоя бетона. А поскольку для твердения необходима вода, пересыхание негативно сказывается на прочности бетона.

Поэтому, если бетонирование производится в жару, необходим уход за бетоном:

1. поливание его водой несколько раз в течение первых суток;
2. укрывание пленкой во избежание пересыхания.

Также холодную воду можно лить даже поверх пленки, чтобы немного снизить температуру.

Можно ли заливать бетон в дождливую погоду

Вас не должно волновать, высохнет ли бетон в дождливую погоду, ведь бетон не высыхает, а твердеет в присутствии воды. Поэтому проблем с бетонированием в сырую погоду не будет. Однако при сильном дожде возможно вымывание бетона и снижение его прочности. Желательно, чтобы бетон успел схватиться до сильного дождя.

Климатические условия России ставят сложные задачи перед строителями. Бетонировать приходится и в мороз, и в жару, и в дождь. Но с современными добавками для бетона получить качественные изделия, несмотря на не самые благоприятные условия, возможно. Обратите внимание на CemFrio CEMMIX: эта добавка сочетает в себе свойства пластификатора, ускорителя твердения и противоморозной добавки. Она позволяет бетонировать при пониженных и отрицательных температурах, а также облегчать укладку бетона и экономить цемент при замесе и электроэнергию на обработке бетона (уплотнение, обогрев при низких температурах, без чего, благодаря применению добавки, можно обойтись). CemFrio CEMMIX можно купить оптом от производителя, а также в розничных сетях, например, в Леруа Мерлен