Особенности проведения «мокрых» работ зимой с использованием противоморозных добавок

Традиционно к «мокрым» процессам относятся все действия по возведению зданий и сооружений, которые связанны с бетонированием, ведением кладочных работ, оштукатуриванием и т.д. Один из главных компонентов необходимых для приготовления бетонных смесей и растворов непосредственно на строительной площадке — вода, которая замерзает при отрицательных температурах.

В этой части учебного курса мы расскажем о том, какие нюансы нужно учесть при проведении «мокрых» работ в зимний период и как правильно использовать противоморозные добавки.

Бетонные работы зимой – особенности выполнения

Сложно назвать зимние месяцы благоприятным периодом для бетонирования монолитных конструкций, заливки фундаментов и формирования буронабивных опор. Это связано с кристаллизацией воды. Она затрудняет процесс гидратации, в результате которого формируются прочные связи на молекулярном уровне. При расширении воды в результате кристаллизации возрастает пористость, снижаются прочностные характеристики, происходит растрескивание массива.

Чтобы зимний бетон был крепким, необходимр создать условия или присадки для его вызревания

После бетонирования происходят следующие процессы:

• схватывание. Продолжительность данной стадии составляет не более 24 часов, на протяжении которых осуществляется переход из жидкого состояния в твердую фазу. Прочностные характеристики при этом довольно низкие;
• твердение. Это длительный процесс, в результате которого на протяжении месяца приобретаются эксплуатационные характеристики. Они зависят от марки раствора, введенных модификаторов, а также окружающей температуры.

Ряд застройщиков интересуется, до какой температуры можно заливать бетон зимой. Специалисты считают, что нормальное протекание процессов схватывания и достижения максимальной прочности происходит при температуре от плюс 3 до плюс 5 градусов Цельсия. При этом скорость набора твердости прямо пропорциональна температуре и возрастает при использовании портландцемента увеличенных марок.

Процесс гидратации при нормальном протекании процесса твердения проходит следующим образом:

• образуется на поверхности тонкий слой натриевого гидросиликата;
• цементные зерна постепенно поглощают воду, связывая все компоненты смеси;
• внешние слои массива стают более плотными при испарении из раствора воды;
• процесс твердения постепенно переходит в глубину массива;
• концентрация влаги снижается до достижения эксплуатационной прочности.

Отвечая на вопрос, при какой температуре замерзает бетон, сообщаем, что процесс гидратации может протекать только при положительной температуре. Образование ледяных кристаллов затрудняет связывание компонентов бетонной смеси. При гидратации происходит нагрев раствора. Это позволяет при незначительном похолодании выполнять бетонные работы при условии использования теплосберегающей опалубки или специальных матов.

Прежде всего, необходимо правильно выбрать цемент для зимнего бетонирования фундамента

При бетонировании зимой применяют различные методы, позволяющие изменить порог замерзания и сократить продолжительность схватывания:

• вводят модифицирующие добавки, снижающие порог кристаллизации. Специалисты индивидуально определяют, сколько соли в бетон зимой необходимо вводить, а также в каких пропорциях добавлять модификаторы;
• нагревают раствор, используя различные способы. Выбор оптимального варианта разогрева бетонного раствора осуществляется в зависимости от специфики работ и уровня затрат на реализацию выбранного способа;
• применяют в составе бетонного раствора портландцемент более высоких марок. Такой цемент достигает необходимой для эксплуатации прочности за более короткое время и интенсивно поглощает влагу.

Остановимся детально на нюансах заливки бетона в зимнее время.

Мнение эксперта: Заливка бетона зимой

Наиболее оптимальной для качественного схватывания бетона без потери характеристики прочности, образовании пористости и растрескивания в бетоне считается температура до +3…+5⁰С. Чтобы улучшить качество застывания бетонной смеси при низких температурах используют портландцемент высоких марок, а также дополнительные противоморозные добавки.

Дмитрий Орлов

Нюансы использования противоморозных добавок

Выше уже говорилось, что СП 70.13330 регламентирует использование противоморозных добавок. Дело в том, что антифризы содержат в своём составе соли, а некоторые добавки, из-за присутствия хлоридов, могут вызвать серьёзную коррозию стальной арматуры.

Подбор компонентов добавок у каждого производителя свой, но главное, что следует помнить застройщику при покупке противоморозных добавок – что надо выбирать качественный продукт от хорошо зарекомендовавшего себя производителя. На упаковке продукта должно быть написано, что допускается применение противоморозной добавки в железобетонных конструкциях.

Кирилл Лебедев

При неграмотном использовании противоморозных добавок в кладочных растворах, весной, на лицевой кирпичной кладке, могут появиться белые разводы (высолы). Поэтому следует строго придерживаться рекомендаций производителя и использовать дозировку антифризов в строгом соответствии с инструкцией.

Выводы: Применение противоморозных добавок обеспечивает непрерывность строительного процесса при любых внешних температурах и гарантирует качество и долгий срок эксплуатации загородного дома. Хотя отрицательные температуры приводят к росту расходов, связанных с более коротким рабочим днем, дополнительных тратах на освещение, необходимости обогрева рабочих и конструкций и т.д., зимой немного снижаются цены на строительные материалы, услуги строителей, аренду техники. Стоимость добавок в общей смете на строительство дома невелика. Поэтому, при грамотном подходе, можно привести к общему знаменателю цену на строительство зимой и цену на строительство летом.

Заливаем бетон зимой – достоинства зимнего бетонирования

Выполнение работ в условиях отрицательных температур имеет определенные плюсы:

• позволяет осуществлять заливку на сыпучих почвах. На таких грунтах проблематично выполнять земляные работы в теплый период, так как почва осыпается. Повышение твердости грунта при замерзании облегчает выполнение работ;

Для замеса в зимнее время используют горячую воду и подогретую засыпку. Цемент греть нельзя

• существенно уменьшает сметную стоимость работ. Это достигается за счет снижения стоимости строительных материалов зимой. Благодаря сезонным скидкам уровень затрат может быть намного ниже;
• обеспечивает сокращения сроков выполнения строительных мероприятий. При неблагоприятных природных условиях строители вынуждены работать оперативнее, что позволяет осуществлять строительство ускоренными темпами.

Кроме того, возможны ситуации, когда объект строительства находится в холодной климатической зоне, и зимнее бетонирование является единственно возможным решением.

Можно ли заливать бетон зимой – проблемные моменты

Ряд застройщиков считает, что целесообразно воздержаться от зимнего бетонирования и выполнить весь объем работ с наступлением теплых месяцев.

Они руководствуются при этом следующими соображениями:

• приобретение покупного материала, содержащего противоморозные добавки, повысит объем затрат;
• создание специальных условий по укладке и применение методов разогрева повлечет дополнительные расходы;
• сокращенная продолжительность зимнего дня потребует дополнительного финансирования, связанного с освещением площадки и теплоизоляцией бытовок;
• использование сложных методов прогрева потребует привлечения специалистов и применения специального оборудования;
• при значительном снижении температуры потребуется больше времени для набора эксплуатационной прочности;
• малейшее отклонение от проверенной технологии и резкое изменение погодных условий является причинами повышенной хрупкости.

При зимнем замесе раствора меняется порядок закладки составляющих: заливается вода, в нее засыпается щебень и песок

Проанализировав комплекс проблемных моментов можно сделать заключение, что велика вероятность получения некачественного бетона и резкого возрастания общего уровня затрат.

Применяемые методы зимнего бетонирования

Где вы предпочли бы жить: в частном доме, или квартире?

При выполнении бетонных мероприятий в зимний период используются следующие способы:

• повышение температуры бетонной смеси, за счет использования предварительно нагретой воды;
• ведение пластифицирующих добавок и модификаторов, значительно снижающих порог замерзания воды;
• повышение температуры раствора специальными методами электрического и инфракрасного разогрева.

Остановимся детально на особенностях каждого технического приема.

Преимущества и недостатки

Достоинства добавок:

• дают возможность проводить строительные работы зимой;
• раствор бетона схватывается быстрее, сохраняя прочностные характеристики и нужную форму;
• повышают степень сцепления микрочастиц раствора, что положительно влияет на прочность конструкции;
• повышают влагонепроницаемость бетона за счет заполнения пустот пластификаторами;
• защищают арматуру в железобетоне от окисления;
• снижают риск деформации бетонных форм в процессе усадки;
• препятствуют растрескиванию монолитных изделий при застывании и оттаивании;
• обладают низкой стоимостью в сравнении с альтернативными противоморозными методами.

Существуют у современных смесей и некоторые недостатки:

• увеличивается расход цемента в растворе;
• некоторые компоненты добавок обладают токсичностью;
• высока вероятность снижения заявленной прочности бетона;
• бетонная конструкция набирает прочность за более длительный промежуток времени.

Противоморозные добавки снижают температуру замерзания воды в растворе до -15 °С.

Заливка бетона зимой в домашних условиях

Этот метод предусматривает прогрев смеси различными путями:

• добавлением в раствор горячей воды, нагретой до 70–80 градусов Цельсия;
• введением заполнителя, предварительно разогретого тепловой пушкой;
• разогрев бетонного раствора в смесителе, прогреваемом со стороны.

Использование разогретой смеси – простейший метод, применяемый при зимней заливке. Условия применения данной технологии:

• выполнение незначительных объемов работ;
• бетонирование в бытовых условиях;
• незначительное похолодание в ночное время.

Еще один способ заливки бетона при отрицательных температурах — использование химических веществ

Для достижения требуемого эффекта необходимо соблюдать следующие правила:

• применять портландцемент марки М400 и выше;
• вводить пластификаторы, ускоряющие процесс набора твердости;
• не превышать максимально допустимую температуру нагрева воды.

Последовательность действий:

1. Налейте в бетоносмеситель воду, нагретую до 80 градусов Цельсия.
2. Засыпьте наполнитель и песок, соблюдая необходимые соотношения.
3. Введите портландцемент, применяемый в качестве вяжущего вещества.
4. Добавьте специальные присадки, которые ускоряют твердения раствора.
5. Перемешайте ингредиенты до необходимой консистенции и произведите заливку.

После бетонирования следует уплотнить материал вибратором и защитить от охлаждения теплоизоляционным материалом.

Преимущества использования антифризов зимой

• пластификация, стабилизация цементных растворов зимой;
• долговечность готовых растворных смесей;
• снижение усадочной деформации бетона;
• уменьшение или отсутствие расслаивания цемента;
• сокращение затрат при укладке бетона;
• защита арматуры, металлического каркаса, сетки от коррозии;
• обеспечение твердения раствора при температурах -15 ± 5 °С, где набор прочности бетона составляет 30%;
• повышение электропроводности, образование высолов.

Существуют также специальные добавки для подводного бетонирования структурных сооружений, элементов, с которыми можно работать при морозе — сегмент гидрофобизаторов и пластификаторов высокого качества. ПМД применяются при заливке подводных скважин, ремонте гидротехнических конструкций, подводных опор, обладают высокими противоэрозионными и гидроизоляционными свойствами, мешают смешиванию растворного бетона с водой. Содержание цемента в составе смеси — от 350 кг/м3, процент содержания присадки рассчитывается с учетом особенностей проекта.

Можно ли добавлять соль в бетон зимой и модифицирующие добавки

Введение специальных пластификаторов позволяет уменьшить уровень замерзания воды. При этом гидратация будет осуществляться по стандартной схеме, несмотря на пониженную температуру окружающей среды.

Наиболее распространенная присадка, повышающая «морозоустойчивость» бетона и ускоряющая его твердение, — хлористый кальций

Наряду с готовыми составами, которые можно приобрести в магазинах, используют следующие ингредиенты:

• хлористый кальций:
• поташ;
• хлорид натрия;
• натриевый нитрат.

Ряд застройщиков добавляют соль (хлорид натрия), что позволяет незначительно уменьшить порог замерзания, но не гарантирует сохранение свойств бетона. Специалисты рекомендуют использовать модификаторы, изготовленные промышленным путем, и не проводить эксперименты с доступными добавками.

Влияние температуры на твердение бетона

Бетон представляет собой смесь из наполнителей – песка и щебня, скрепленных между собой застывшим цементным молочком. При реакции с водой происходит его гидратация, затем он затвердевает с одновременным испарением воды. Критическая прочность при нормальной температуре набирается в течение одних или полутора суток, в зависимости от влажности окружающего воздуха.

Оптимальной для протекания реакции является температура около 20⁰С, раствор набирает расчетную прочность в течение 28 суток. Чтобы в первые дни вода не улетучивалась слишком быстро, бетон покрывают гидроизоляцией.

При 5⁰С застывание состава замедляется в 2 раза, а при нулевой температуре гидратация прекращается. Если до этого критическая прочность бетона набрана, с ним ничего не случится, он наберет прочность после потепления. Если же до замерзания набор критической прочности не произошел, материал не наберет нужных показателей, и будет крошиться после размораживания. В этом случае заливать любую марку бетона при минусовой температуре нельзя.

Можно ли зимой заливать бетон технически сложными способами

В строительной отрасли при зимнем бетонировании используют следующие прогрессивные методы:

• установку изоляционной обшивки, которая выполняет функцию термоса и сооружается вокруг опалубки;
• укладку нагревающего кабеля, который соединяется с трансформатором и прогревает массив;
• использование для разогрева воткнутых в бетон электродов, на которые подается напряжение;
• прогрев инфракрасными обогревателями, которые направленно воздействуют на бетонный массив;
• индукционный разогрев массива, при котором магнитное поле преобразуется в тепловую энергию.

Использование указанных технических приемов требует предварительного выполнения расчетов, применения специального оборудования и высокой квалификации.

Метод «термоса»

В технологическом плане для осуществления данного метода необходимо заливать нагретую смесь в опалубку, которую перед этим утеплили. Смесь набирает прочностные характеристики за счёт изначального содержания тепловой энергии и её выделения в период гидратации.

Наибольшую эффективность метод получает при наличии в смеси антифризных модификаторов.

Также существует метод «горячего термоса», когда разогретую до 60-80 градусов смесь уплотняют в разогретом состоянии и держат в «термосе» или дополнительно подогревают.