Какие добавки нужны для зимнего бетонирования

При возведении монолитных бетонных конструкций большое значение имеет температура окружающего воздуха. Если она пониженная, процесс бетонирования осложняется и требует применения специальных мероприятий.

Что такое пониженные температуры в контексте бетонных работ

В соответствии с Р-НП СРО ССК-02-2015 (взамен Р-НП СРО ССК-02-2014) «РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ПРОИЗВОДСТВУ БЕТОННЫХ РАБОТ В ЗИМНИЙ ПЕРИОД» п.3.1.5 зимний период: Время года с ожидаемой среднесуточной температурой наружного воздуха ниже +5°С и минимальной суточной температурой ниже 0°С. В этих случаях речь идет о зимнем бетонировании.

Условия твердения бетона: почему нельзя бетонировать в морозы

Чтобы понимать, как температура воздуха влияет на процессы твердения бетонного камня, необходимо иметь представление о том, что собой представляет бетон либо цементный раствор.

Основной компонент любых бетонных и цементных растворов — цемент. Его смешивают с водой, тем самым запуская реакции гидратации, в ходе которых образуются кристаллические соединения, которые и обуславливают прочность итогового материала (бетонного камня).

Важно!

В состав бетонных растворов также включают мелкие заполнители (песок) и крупные (щебень, гравий, керамзит и другие), которые не вступают в реакции гидратации. Это структурообразующие компоненты, снижающие усадку, повышающие прочность, а также позволяющие снизить в растворе количество цемента.

Поскольку процессы твердения бетона происходят достаточно медленно (расчетной прочности он достигает при оптимальных условиях к 28-му дню), имеет значение обеспечение оптимальных условий для этого процесса.

Важно!

Оптимальные условия требуются бетону только до тех пор, пока не набрана критическая прочность. Она составляет 30–50% от расчетной прочности и определяется проектной документацией. По ее достижению бетон уже не боится пониженных температур, однако до этого момента обычно проходит несколько дней (обычно 4–6 дней, в зависимости от условий).

Как известно, вода при температуре ниже нуля градусов Цельсия замерзает, а значит, реакции гидратации приостанавливаются. Если бетон снова согреть (например, залили с осени, он замерз, пришла весна, бетон оттаял) процессы отвердевания продолжатся, но замораживание негативно повлияет на прочность бетона.

Но это не единственная проблема. При замерзании вода расширяется, что ведет к росту внутреннего давления в бетоне, итогом чего может быть нарушение его структуры (трещины, разрывы).

Таким образом, бетонирование при пониженных температурах без специальных мероприятий — это напрасная трата времени и материалов.

Причины, по которым зимой все-таки бетонируют

В России прекратить все бетонные работы с наступлением холодов — задача нереальная. На территории нашей страны есть разные климатические зоны, но в большинстве из них пониженные температуры сохраняются полгода и более. Отказ от строительства на такие сроки приведет к огромным убыткам.

Более того, в некоторых случаях бетонирование при низких температурах имеет свои выгоды:

1. дешевеют строительные материалы;
2. замерзают дороги, и становится проще проехать к месту стройки тяжелой технике;
3. появляется возможность заливать фундаменты на неустойчивых грунтах.

В связи со всеми вышеперечисленными причинами, зимнее бетонирование является целесообразным, поэтому уже давно разработаны различные технологии, позволяющие получать качественный бетон даже зимой.

Каким образом можно бетонировать зимой

Зимнее бетонирование имеет свои особенности. Обязательно используются высокомарочные портландцементы, кроме того, обеспечиваются мероприятия, направленные на обеспечение следующих аспектов:

1. создание благоприятных условий для бетона в период твердения;
2. предотвращение замерзания раствора на протяжении всех манипуляций с ним (замешивание, транспортировка, укладка);
3. исключение замерзания бетона в период от укладки до достижения критической прочности.

Важно!

На твердение бетона и его характеристики влияют свежесть и качество цемента, помол, обработка цемента перед замесом, чистота воды и наполнителя, водоцементное соотношение. Например, когда подвижность бетонной смеси пытаются повысить, увеличивая количество воды в замесе, прочность бетона снижается. Правильный способ — применение пластифицирующих добавок, которые повышают подвижность смеси без добавления лишней воды.

Какие методы бетонирования используются при зимних строительных работах

Все технологии зимнего бетонирования подразделяются на два типа: «холодный» и «теплый» бетон.

«Теплый» бетон

Для «теплого» бетона применяется целый спектр различных мероприятий:

1. Бетон замешивается на теплой воде (температура воды составляет от 30 до 70° С) и прогретых заполнителях. Цемент не греют, чтобы избежать заваривания. Температура бетонной смеси рассчитывается таким образом, чтобы смесь не успела остыть во время транспортировки. Обычно рекомендуется транспортировать бетонную смесь не дольше 4 часов, а на момент укладки ее температура должна быть не ниже +5° С.
2. Опалубку и арматуру прогревают горячим воздухом.
3. Применяют прогревающие, обогревающие или сохраняющие тепло технологии.

Сохранение тепла (метод «термоса»)

Реакции гидратации сами по себе являются экзотермическими, то есть, протекают с выделением тепла. Нужно только сохранить это тепло, не позволяя бетону остыть.

Замешанный на теплой воде и прогретых заполнителях бетон укладывают в прогретую опалубку, а после обработки вибрацией укрывают теплоизолирующими паронепроницаемыми материалами (пленками, тентами, матами).

Необходимо не допустить остывания бетона в течение первых 10 часов после укладки. Затем начнется выделение тепла от реакций гидратации, благодаря чему в массивных конструкциях температура в толще бетона может достигать 60°С. В этом случае укрывные материалы позволяют избежать температурного градиента, вызванного разницей температур бетона в глубине и на поверхности конструкции.

Этот метод — один из самых старых и недорогих, но хорошо работает только в массивных конструкциях с небольшим модулем поверхности. К примеру, для тонкостенных изделий он неэффективен.

Также метод «термоса» может не сработать при слишком низких температурах. Какие температуры будут слишком низкими для каждой конкретной конструкции, определяется проектной документацией. В этом случае совместно с методом «термоса» применяются противоморозные добавки.

Обогрев бетона

Обогревающие мероприятия — это устройство «тепляков» — специальных шатров, внутри которых устанавливают тепловые пушки. Бетон изначально замешивается на теплой воде и прогретых заполнителях.

Нужно сохранять внутри тепляка температуру воздуха не ниже +5° С до достижения бетоном первоначальной прочности. Метод связан с применением специального оборудования и расходом электроэнергии.

Прогревающие

Прогревающие мероприятия проводят для конструкций с модулем поверхности более 6–10. Они эффективны для тонкостенных изделий, а также для колонн, балок, перекрытий при температуре воздуха до минус 40° С.

Применение метода регулируется СП 70.13330.2011. «Несущие и ограждающие конструкции».

Внутри конструкции укладываются нагревательные провода, которые обеспечивают поддержание температуры бетона +25–30° С в течение не менее 3–4 дней. Температура смеси при этом регулярно проверяется инструментальными методами (лазерный пирометр).

Этот метод требует наличия оборудования и высоких затрат электроэнергии.

Все методы «теплого» бетонирования совместимы с применением противоморозных и ускоряющих добавок.

Так, применение добавки CemFrio позволяет бетону уже на третьи сутки набрать критическую прочность, благодаря чему снижается время использования прогревающих и обогревающих мероприятий, соответственно, повышается оборачиваемость оборудования и снижается расход электроэнергии. Также, благодаря тому, что CemFrio является пластифицирующей добавкой, ее применение повышает удобоукладываемость бетонной смеси, облегчает или позволяет вовсе исключить обработку бетона вибрацией.

Например, для перекрытий применяют бетон класса по прочности не ниже В25, который при использовании добавки CemFrio может иметь марку по удобоукладываемости П4–П5, то есть, фактически, это самоукладывающийся бетон.

«Холодный» бетон

Если при «теплом» бетонировании зачастую можно обойтись без специальных добавок, «холодное» бетонирование основано именно на применении таких добавок.

Противоморозные добавки классифицируются на три основные группы: в зависимости от типа воздействия:

1. Антифризы. Эти добавки не допускают образования кристаллов льда, понижая точку замерзания воды. В основном, это соли-электролиты (соли натрия и калия). Их применение ограничено, поскольку они могут вызвать коррозию стальной арматуры и закладных элементов, появление высолов, а также не совместимы с некоторыми видами портландцементов (например, с высокощелочными, полученными из клинкера с повышенным содержанием алюмосиликатов), а также с некоторыми заполнителями.
2. Ускорители гидратации цемента. Ускоряют отвердение бетонного камня.
3. Тепловыделители. Эти добавки разогревают бетонную смесь, предотвращая замерзание водной составляющей бетонной смеси.

Добавка CemFrio сочетает свойства пластификатора, ускорителя твердения и добавки-тепловыделителя, обеспечивая комплексное воздействие на бетонную смесь:

1. увеличивает подвижность, позволяя уменьшить обработку бетона после укладки;
2. позволяет бетонирование при температуре воздуха до минус 20° С и обеспечивает набор прочности без тепловой обработки;
3. ускоряет набор прочности бетона (набор критической прочности происходит уже через трое суток против 7 суток без применения добавки);
4. снижает водопотребность смеси на 5–10 %;
5. увеличивает прочность бетонного камня за счет более полного реагирования зерен цемента с водой;
6. повышает сцепляемость бетона с закладными деталями и стальной арматурой;
7. позволяет получить бетоны с повышенными характеристиками по прочности, долговечности, водонепроницаемости, морозостойкости, трещинностойкости;
8. экономит цемент;
9. не вызывает коррозии арматуры и появления высолов на поверхности бетона.

Каталог продукции CEMMIX

CemFrio 5л

Противоморозная высокоэффективная комплексная добавка для бетонных и растворных смесей

Добавка CemFrio совместима с отечественными цементами и с любыми другими добавками CEMMIX, она экологически безопасна, имеет удобную для дозирования жидкую форму, обеспечивает гарантированный результат.

Важно!

В частном строительстве иногда применяют хлористый натрий как противоморозную добавку и моющее средство как пластификатор.

Действительно, хлористые соли применяют с такими целями, но в промышленном строительстве производят тщательные расчеты и лабораторное тестирование, чтобы подтвердить эффективность выбранной концентрации, чего в частном строительстве сделать невозможно.

Что касается применения моющих средств, то этот метод очень ненадежен. Вы находите в интернете, сколько моющего средства добавить на ваше количество бетона, но все эти средства разные, в них используются разные типы ПАВ в разных концентрациях. Даже средство одной марки может иметь разный состав в зависимости от партии, страны-производителя и по другим причинам. Ожидать в этом случае надежного эффекта было бы наивным. Гарантированный метод — применение специальной, протестированной в лаборатории добавки CemFrio, которая является одновременно пластификатором, ускорителем и противоморозной добавкой, имеет четкие указания по дозировке, обеспечивает предсказуемый эффект без сюрпризов. Учитывая, что цемент — дорогой материал, а CemFrio позволяет экономить его, нет никаких причин добавлять в бетон средство для мытья посуды.

Смотрите видео: Пластификатор или моющее средство: краш-тест

Экономия цемента с добавкой CemFrio

CemFrio в магазине бесплатно не выдают, но его покупка позволяет, как это ни удивительно, сэкономить. Причем, чем масштабнее строительство, тем заметнее экономия.

Каталог продукции CEMMIX

Фибра базальтовая CemFibra R, пакет 1000г.

Базальтовая фибра (из ровинга),  предназначена для объёмного армирования бетонов, строительных растворов и композиционных материалов.

Применяя CemFrio, можно сэкономить в замесе 10% цемента без снижения прочности бетона. Это происходит за счет пластифицирующего воздействия добавки, в результате которого цемент более активно реагирует с водой.

Например, при крупном строительстве на куб бетона класса В25 необходимо, в среднем, 375 кг цемента ЦЕМ II/А–П 42,5Н (старое обозначение М500). На 1000 кубометров бетона экономия цемента составит 37,5 тонн.

Если ориентироваться на средние оптовые цены на цемент, можно ожидать экономию порядка 180–190 тысяч рублей. В то время как расход добавки CemFrio составит 2 литра на каждые 100 кг цемента (750 литров на все количество бетона), что в денежном выражении составляет около 56 тысяч рублей. Таким образом, экономия на 1000 кубометров бетона класса В25 составит около 120–130 тысяч рублей.

Пример применения добавки CemFrio в бетоне В15 с базальтовой фиброй

Тяжелый бетон класса В15 — это распространенный строительный материал, который широко применяется при возведении фундаментов, стен и перекрытий домов не выше 2 этажей.

Рецептура бетонной смеси включает цемент ЦЕМ I/II 42,5 (М500) — 260–280 кг на кубометр смеси, 900 кг песка, 1040–1080 кг крупного заполнителя и 155–165 л воды.

Для повышения прочности, долговечности бетона, снижения истираемости, уменьшения усадочных явлений, рекомендуется добавление базальтовой фибры CEMMIX из расчета 1 кг на 100 кг цемента или 2,6–2,8 кг на куб бетонной смеси.

Для повышения удобоукладываемости смеси, повышения прочности бетона, а также в качестве противоморозного средства рекомендуется применение добавки CemFrio в дозировке 2 л на 100 кг цемента при температуре до минус 10° С или до 3,5 л на 100 кг цемента при температуре до минус 20 °С.

Добавка CemFrio CEMMIX оказывает на бетонные смеси и растворы комплексное воздействие, сочетая свойства пластификатора, ускорителя твердения и противоморозной добавки, а также позволяет экономить цемент, сокращать расходы на обработку бетона и обогревающие мероприятия при зимнем бетонировании. Добавка безопасна, удобна в работе и доступна к приобретению как оптом от производителя, так и в различных розничных сетях (строительные магазины «Леруа Мерлен», «Все инструменты»), в интернет-магазинах («Wildberries», «Озон»). По всем вопросам, связанным с выбором и приобретением добавок, обращайтесь к нашим консультантам.