Прогрев бетона при строительстве зимой: технологии и их особенности

Во время сооружения монолитных бетонных конструкций используется несколько технологий, которые требуются для создания оптимальных температурных условий. Это может быть применение специальных проводов для обогрева или теплоавтоматов, а также тепляков. Первый вариант наиболее востребован, поскольку в сравнении с аналогами менее энергоемкий и финансово затратный.

Зачем нужен прогрев бетона

Если вода в растворе бетона замерзнет, он не наберет технологической прочности

Электропрогрев бетона требуется в холодное время года, когда температура окружающей среды опускается ниже температуры замерзания воды, что влечет за собой гидратацию бетонного раствора. Смесь не затвердевает, как требуется, а частично замерзает.

С приходом тепла начинает активный процесс оттаивания, в результате монолитность конструкции нарушается, что отрицательно сказывается на долговечности и сопротивлении проникновения влаги в полости монолитных блоков.

Чтобы предотвратить нежелательные и опасные для здоровья и жизни человека последствия, обязательно осуществляют прогрев бетона в зимнее время специальными проводами. Расчет метража и схемы прокладки проводят на этапе проектирования здания.

Виды прогрева бетона в зимний период

Исходя из типа объекта и погодных условий, строители выбирают одну из доступных методик зимнего прогрева бетона. Перед применением той или иной технологии стоит убедиться в наличии всех подручных средств для работы со строительным материалом и источником тепла, а также уточнить технические характеристики используемой смеси.

Среди методик, активно применяемых в большинстве регионов страны:

  • Прогрев бетона электродами;
  • Доставка раствора с добавлением добавок, ускоряющих затвердение или способствующих усилению морозоустойчивости (что удобно, если основной целью компании является продажа бетона с доставкой)
  • Инфракрасный зимний прогрев бетона;
  • Помещение в прогревающую опалубку;
  • Поддержание необходимой температуры индукционным способом;
  • Предварительный нагрев;
  • Достижение необходимого температурного режима с использованием проводов.

Рассмотрим наиболее эффективные и востребованные технологии:

  • Прогрев бетона электродами предполагает наличие на стройплощадке мощного источника тока, например, трансформатора, способного создавать электрический ток мощностью 1000 КВт. С его помощью смесь достигает нужной температуры в течение нескольких минут, после чего раствор укладывается в опалубку. Прогрев бетона зимой таким методом особенно актуален при устройстве фундаментов зданий, перегородок, стен, армированных конструкций.
  • Использование инфракрасного излучения — это метод эксплуатации источников, располагающихся в непосредственной близости от опалубки и, выделяющих тепловую энергию. Прогрев бетона в зимнее время таким образом особенно удобен при работе с конструкциями, где недоступна организация утепления. Технология позволяет ускорить процесс затвердевания раствора и обогрев зон, подготавливаемых к обработке, а также упрощает работу с металлическими деталями, примерзающими к элементам конструкции.
  • Индукционный прогрев бетона в зимний период актуален при установке монолитных объектов. Активным источником тепла становится преобразуемая энергия магнитного поля. Способ подходит для работы с армированными конструкциями, когда предполагается работа с опалубкой из металла и есть возможность организации индуктора.
  • Прогрев бетона в зимнее время проводами должен быть продуман предварительно, так как используемые детали, а именно, прогревающие провода, крепятся к армированному каркасу опалубки. Необходимо заранее рассчитать необходимый объем материалов и их длину. Питание проводов электроэнергией происходит от трансформаторов, которые имеют функцию регулировки теплового режима. Производительность одного трансформатора составляет около 30 кубов бетона. Этот метод активно используется в работе с монолитными конструкциями в случае, когда температура окружающей среды опускается не ниже — 30С°.
Читайте также:  Разбивка осей фундамента своими руками

Заливка бетона при низких температурах

При зимнем бетонировании часто возникают следующие ошибки:

  • увеличивается время, необходимое для отделки поверхности бетона;
  • увеличение стоимости бетонирования;
  • формируется слабая пылящая бетонная поверхность;
  • образуются трещины.

Чтобы избежать вышеперечисленных последствий необходимо в процессе приготовления и укладки бетонной смеси придерживаться следующих рекомендаций.

Температурный режим бетонной смеси

При заливке бетона зимой нужно помнить о необходимости соблюдения температурного режима бетонной смеси:

  • свежеприготовленная бетонная смесь должна иметь температуру не выше 30оС;
  • бетонная смесь при заливке бетона в условиях среднесуточной температуры воздуха от + 5°C до — 3°C должна иметь температуру: при марке бетона от М200 и выше – не менее +5°C; при меньшей марке бетона – не менее +10°C;
  • если температура воздуха ниже — 3°C, то безопасное бетонирование возможно при поддержании температуры бетонной смеси на уровне не ниже + 10 °C в течение 3 дней.

Приготовление бетона зимой

Бетонную смесь для заливки бетона при низких температурах готовят с учетом следующего:

  • используют повышенное содержание цемента;
  • снижают водоцементное соотношение;
  • зернистые наполнители предварительно подогревают до + 35°C;
  • воду подогревают до + 70°C;
  • подогретую воду предварительно смешивают зернистым наполнителем и только потом добавляют цемент;
  • при использовании бетономешалки ингредиенты подают в следующем порядке: зернистый заполнитель + основная часть подогретой воды; делаем несколько оборотов; заливаем оставшуюся часть воды. Продолжительность перемешивания минимум 1,5-2 минуты (в 1,5 раза больше чем в соответствии с летними нормами);
  • используют противоморозные и воздухововлекающие добавки;
  • бетонную смесь подогревают до температуры не выше +30°C;
  • продолжительность вибрирования увеличивается в 1,25 раза.

Еще несколько важных моментов:

  • предварительно подогретую бетонную смесь и смесь с противоморозними добавками можно укладывать на неотогретое непучинистое основание (песчаную подушку) или старый бетон только в том случае, если в соответствии с расчетами в зоне контакта на протяжении расчетного периода выдерживания бетона не произойдет его замерзания;
  • бетонную смесь после укладки и уплотнения укрывают полимерной пленкой, а также теплоизолирующими материалами, что позволяет сохранить тепло, выделяющееся в процессе гидратации цемента;
  • для того, чтобы быть уверенным в прочности монолитного фундамента, нужно помнить: если в течение 28 суток среднесуточные температуры могут опускаться ниже +5°C , — бетонировать фундамент не рекомендуется;
  • оставлять малозаглубленные (незаглубленные) фундаменты незагруженными в зимний период — нельзя. Если этого не избежать, то вокруг фунда­мента сооружается теплоизоляционное покрытие. Для этого используют любые материалы, предохраняющие грунт от промерзания, например: опилки, шлак, керамзит и т.п. Выпуски арматуры утепляют на высоту не менее чем 0,5 м.

Правила безопасности при электродном прогреве

Использование технологии прогрева бетона электродами на стройплощадке требует повышенного внимания к соблюдению правил безопасности:

Схема подключения электродов

  • Прогрев заливки с армирующей конструкцией проводится при пониженном напряжении (60–127 В).
  • Использование напряжения до 220 В возможно для прогрева локального участка, который не содержит никаких токопроводимых элементов (металлического каркаса, армирования) и не связан с соседними конструкциями.
  • Прогрев напряжением до 380 В допустим в исключительных случаях для безарматурных участков.
  • Электроды должны быть установлены в строго определенных проектом местах. Категорически нельзя допускать их соприкосновения с армирующими элементами – это приведёт к короткому замыканию и выходу из строя оборудования.
Читайте также:  Бетон в буронабивную сваю: какой обьем и расход при устройстве

Электродный прогрев бетонной смеси необходимо выполнять в строгом соответствии с технологией. Нарушение временного или температурного режима, схемы расстановки электродов может привести к местным перегревам и недостаточному набору прочности, что впоследствии приведёт к появлению трещин в конструкции и возможному разрушению. При правильно выполненной работе раствор твердеет с равномерной усадкой, что обеспечивает однородную структуру полученного материала и прочность изделия при эксплуатации.

Видео по теме: Электропрогрев бетона

Публикации по теме Популярные типы электродов по алюминию для дуговой сварки Основные параметры вольфрамовых электродов для аргонной сварки Виды и укладка прогревочного кабеля для бетона

Преимущества и недостатки способов

Первый способ – очень дорогостоящий, так как предполагает строительство теплицы вокруг заливки, что весьма проблематично при бетонировании объектов с большой площадью работ.

Второй способ, обогрев термоматами, также имеет недостатки, к которым относятся такие, как:

  • невыполнимость обогрева сразу после его заливки и уплотнения, если речь идет о заливке плит и перекрытий, так как уходит некоторое время на обкладывание термоматами и в конечном итоге обогревается только верхний слой;
  • непригодность для обогрева колон и стен, так как в этом случае нужно дождаться пока схватится раствор бетона, а обогрев как раз и нужен именно для ускорения процесса схватывания.

Таким образом, самым привлекательным и наиболее экономичным оказывается третий способ, т.е. электрообогрев проводом.

Эффективен прогрев бетона на небольших площадях сварочным трансформатором. Аналогичное название трансформатор для прогрева бетона.

ООО «АГРЕГАТ» предлагает аренду станций прогрева по гибкой системе оплаты. Также у нас можно приобрести трансформаторы для прогревания бетона по оптимальным рыночным ценам.

Можно ли искусственно повысить морозостойкость раствора?

Чтобы ускорить работы и предотвратить деструкцию фундамента допускается использовать антиморозные средства, выполнять прогрев бетона или его утепление.

Виды добавок

Можно ли искусственно повысить морозостойкость раствора?

При соблюдении дозировок специальных продуктов легко предусмотреть, при какой предельной отрицательной температуре заканчивать стройку. Допустимо продолжать работы до -25 градусов. Средства классифицируются в зависимости от воздействия на смесь.

Присадки

Специальные жидкие продукты для гидратации раствора в условиях минусовой температуры. Используются вместе с подогревом для ускорения реакций отвердевания и схватывания.

Можно ли искусственно повысить морозостойкость раствора?

Антифризы

Средства, повышающие активность цементного теста в любых условиях:

  • поташ или вещества на основе солей монокарбоновых кислот. Повышают температурный диапазон работы с бетонным составом до -30 градусов, ускоряют отвердевание состава. Армирующий каркас не подвергается коррозии, на поверхности монолита нет высолов;
  • хлорид натрия – используется для пластификации смеси из портландцемента, исключает загустение. Стальная арматура может ржаветь;
  • нитрит натрия – подходит для всех типов цементов, кроме глиноземных. После добавления продукта со смесью можно работать при низких температурах, но до -15 градусов;
  • формиат натрия – предусматривает использование пластификаторов. Без них в монолите из-за скопления солей появляются пустоты.

На заметку! Антифризы исключают нагревание конструкции.

Можно ли искусственно повысить морозостойкость раствора?

Ускорители схватывания

Отличаются быстрым выделением теплоты, поэтому температура воды остается стабильной и монолит греется сам.

Важно! При несоблюдении дозировки веществ есть риски коррозии армирующего каркаса.

Можно ли искусственно повысить морозостойкость раствора?

Способы подогрева

Прогрев бетона актуален, если требует залить фундамент малоэтажного здания. Если интересуетесь, до какой максимальной отметки можно повысить температуру, этот показатель составляет 15-20 градусов. Антифризовые смеси начинают вводить при температуре от -15 градусов. Сейчас мы кратко будем рассматривать варианты электрообогрева бетона:

  • по всей площади строения устанавливается каркас из деревянного бруса, на котором организуется пленочный шатер. Внутри конструкции устанавливаются пушки на газе или электричестве. После подъема температуры устройства поддерживают ее на протяжении цикла застывания бетона;
  • обмотка армирующего каркаса греющим кабелем до того, как вы начнете заливать фундамент. Электрика включается в сети после укладки смеси. Помимо кабеля можно использовать нихромовые спирали или ТЭНы.
Читайте также:  Геотекстиль для дренажа (геоткань): виды и характеристики материала

Важно! В условиях сильных холодов и промерзания грунтов методика неэффективна.

Можно ли искусственно повысить морозостойкость раствора?

Особенности укрытия и утепления

Используя этот способ, по достижению 3-х – 7-ми градусной уличной температуры можно заливать бетон.

Можно ли искусственно повысить морозостойкость раствора?

Технология прогрева кабелем ПНСВ

Для эффективного прогрева необходима точная регулировка мощности. В противном случае недостаточный или чересчур сильный нагрев прогревочного провода может вызвать разрушение монолита. При перегреве изоляционная оболочка может расплавиться, и жилы проводов тогда войдут в контакт с арматурой, вследствие чего произойдёт короткое замыкание. Чтобы это не происходило, применяют специальные схемы подключения греющего проводника.

Варианты схем подключения

Технология прогрева кабелем ПНСВ

В результате теоретических разработок и опытных исследований было определено напряжение величиной 70 вольт, при котором ПНСВ наиболее эффективно «работает» с твердеющим раствором. Для создания оптимальных условий обогрева потребуется понижающий трансформатор.

Трансформаторная понижающая подстанция

Перед монтажом электропроводки делают расчёт длины провода. Затем определяют схему укладки и способ подключения кабеля, величину рабочего выходного напряжения с учётом объёма бетонного раствора, окружающей температуры и габарита монолитной конструкции. Чтобы не погрязнуть в сложных расчётах, пользуются онлайн калькулятором, который учитывает все вышеперечисленные параметры. Используют две самые распространённые схемы укладки и подключения кабеля: это звезда и треугольник.

Технология прогрева кабелем ПНСВ

Варианты подключения

Использование сварочных аппаратов

Прогрев бетона сварочным трансформатором – это широко используемый метод, обеспечивающий хорошие показатели нагрева конструкции при дополнительном использовании нагревательных элементов различных видов.

Использование современных трансформаторных сварочных – это совершенно безопасный процесс, не представляющий опасности при соблюдении ТБ.

Большинство современных сварочных аппаратов комплектуются дополнительными модулями:

  • блок подогрева промёрзшей почвы;
  • блок просушки электродов;
  • модуль понижения напряжения;
  • генератор электрического тока.

Перед тем, как прогреть бетон сварочным устройством, следует проверить наличие дополнительных опций, значительно упрощающих процесс прогрева бетонной конструкции в зимнее время.

Схема прогрева бетонных конструкций.

Нагрев цементно-песчаной смеси при помощи сварочного прибора трансформаторного типа состоит из следующих шагов:

  1. Равномерное расположение отрезков арматуры по заливаемой площадке.
  2. Соединение электродов в две параллельные цепи.
  3. Установка контрольной лампочки накаливания.
  4. Подводка проводов прямой и обратной связи.

В случае, если вода слишком быстро испаряется с поверхности цементно-песчаной конструкции, имеет смысл накрыть площадку небольшим количеством опилок.

Подключение подогревочной системы к цементно-песчаной конструкции производится в несколько этапов:

  • соединение токопроводящих алюминиевых кабелей с сварочным устройством;
  • проверка каждой петли при помощи токовых клещей;
  • повышение мощности аппарата до 50% через час работы и до 100% через два часа после включения нагрева;
  • контроль силы тока в пределах 25 ампер.