Цемент и мороз

Можно ли добавлять соль в бетон зимой и использовать модификаторы

Снижение температурного порога кристаллизации воды осуществляется путем добавления специальных присадок. Это позволяет обеспечить стандартное протекание гидратации цемента в условиях зимнего похолодания.

Приготовление смесей с противоморозными добавками производится особым порядком

В специализированных магазинах предлагают различные пластифицирующие вещества, наряду с которыми в частном домостроении применяют следующие доступные компоненты:

• кальциевую соль соляной кислоты;
• карбонат калия, известный как поташ;
• техническую соль (хлорид натрия);
• натриевую селитру.

Как прогреть бетон проводом

Методы зимнего бетонирования не ограничиваются простым применением теплоизоляции. Часто используется электропрогрев, аналогичный «теплым» полам. На арматуре крепится греющий провод, после чего в опалубку заливают смесь (ее температура не ниже 50С). Концы кабеля присоединить к источнику тока, не забыть про понижающий трансформатор. После включения нагрев происходит со скоростью 10 градусов в 10 минут до достижения 50-60°С. Затем смесь плавно охлаждается в 2 раза медленнее.

Бетон зимой прогревается специальными проводами – ПНСВ или ПТПЖ, они оба сделаны из стали, но последней имеет две жилы (при повреждении одной нагрев продолжается). Диаметр провода обычно составляет 1,2 мм, количество на 1 м³– 50 м. После заливки провод остается внутри, прокладывать его можно при -15°С, проводить нагрев – 25°С.

Преимущества этого способа заключаются в низком потреблении электроэнергии и возможности нагрева больших объемов. Чтобы смесь застыла равномерно, нельзя изменять интервалы времени между скачками температур.

Метод электродов, когда арматура обвязывается проволокой, присоединяемой к понижающему трансформатору через провода, менее эффективен. Проводником в этом случае выступает вода, при ее высыхании резко увеличивается расход электричества.

Бетонирование зимой

Так как низкая температура значительно снижает скорость твердения, а мороз губительно сказывается на конструкции в целом, значит бетон надо согреть. Причем необходимо обеспечить равномерный прогрев. Минимальная температура для заливки бетона должна быть выше +5С. Если температура внутри смеси будет больше температуры снаружи смеси, то это может привести к деформации конструкции и образованию трещин. Прогревают бетон до момента набора критической прочности. При отсутствии данных в проектной документации о значении критической прочности она должна быть не менее 70% от проектной прочности. Если установлены требования по показателям морозостойкости и водонепроницаемости, то критическая прочность должна быть не менее 85% от проектной.

При заливке бетона в минусовую температуру используют разные технологии прогрева бетона. Чаще всего применяют способы:

• Термоса
• Электронагрева
• Паропрогрева

Метод термоса

Данный метод используется при массивных конструкциях. Он не требует дополнительного обогрева, но температура укладываемой смеси должна быть более +10С. Суть данного метода состоит в том, чтобы уложенная смесь, остывая, успела набрать критическую прочность. Химическая реакция твердения бетона является экзотермической, т.е. выделяется тепло. Поэтому, бетонная смесь подогревает сама себя. При отсутствии теплопотерь бетон может разогреться до температуры более 70С. Если опалубку и открытые поверхности защитить теплоизолирующим материалом, снизив таким образом теплопотери твердеющего бетона, вода не замерзнет и бетонная конструкция будет набирать прочность.

Для реализации метода термоса не требуется дополнительного оборудования, поэтому он является экономичным и простым.

Электронагрев бетонной смеси

Если в установленные сроки нельзя обеспечить набор критической прочности методом термоса, то прибегают к электронагреву. Разделяют три основных способа:

• прогрев электродами
• индукционный нагрев
• использование электронагревательных приборов

Способ прогрева электродами заключается в следующем, в свежеуложенную смесь вводят электроды и подают на них ток. При протекании электрического тока электроды нагреваются и обогревают бетон. Следует отметить, что ток должен быть переменным, т.к. при постоянном токе происходит электролиз воды с выделением газа. Этот газ экранирует поверхность электродов, сопротивление тока возрастает и нагрев существенно снижается. Если в конструкции используется железная арматура, то её можно использовать в качестве одного из электродов

Важно обеспечить равномерность прогрева бетона, и осуществлять контроль температуры. Она не должна превышать 60С

Расход электроэнергии при данном способе варьируется в пределах 80 – 100 кВт*ч на 1 м3 бетона.

Индукционный прогрев используется редко, в силу сложности реализации. Он основан на принципе бесконтактного нагрева электропроводящих материалов токами высокой частоты. Вокруг стальной арматуры обматывают изолированный провод и пропускают через него ток. В результате появляется индукция и происходит нагрев арматуры.

Расход энергии при индукционном прогреве составляет 120 – 150 кВт*ч на 1 м3 бетона.

Ещё один из способов электронагрева бетона – это применение электронагревательных приборов. Существуют греющие маты, которые раскладываются на поверхности бетона и включаются в сеть. Так же можно соорудить над бетоном подобие палатки и уже внутри поставить электронагревательные приборы, например тепловую пушку. Но в данном случае необходимо позаботиться об удержании влаги в бетоне, не допустить преждевременного высыхания.

При температуре окружающего воздуха -20С расход электроэнергии, при данном методе, будет составлять 100 — 120 кВт*ч на 1 м3 бетона.

Паропрогрев бетона

Прогрев бетона паром является весьма эффективным и рекомендуется для тонкостенных конструкций. С внутренней стороны опалубки создаются каналы, через которые пропускают пар. Можно сделать двойную опалубку и пропускать пар между её стенками. Так же можно проложить трубы внутри бетона, и пропускать пар по ним. Бетон этим способом нагревают до 50 – 80С. Такая температура и благоприятная влажность ускоряет твердение бетона в несколько раз. Например, за двое суток, при данном методе, бетон набирает такую же прочность как при недельном твердении в нормальных условиях.

Но у этого метода есть существенный недостаток. Требуются внушительные затраты на его организацию.

Температурные режимы при бетонных работах

Физико-химические процессы в бетоне

Твердение бетонного камня происходит вследствие химического взаимодействия его компонентов.

Бетон представляет собой смесь из четырех основных компонентов, которые обеспечивают ему необходимые характеристики. Назначение и участие каждого из этих компонентов в тех или иных процессах рассмотрены в таблице:

Компонент	Назначение и процессы
Цемент	Необходим для связывания наполнителей и образования цементного камня. Участвует в реакции гидратации совместно с водой, при этом выделяется тепло в окружающее пространство
Вода	Является несущей средой для смешивания и равномерного распределения компонентов смеси по объему, а также она необходима для затворения цемента. Участвует в реакции гидратации совместно с цементом для образования цементного камня
Песок	Является мелким заполнителем, который необходим для заполнения пустот между зернами щебня. Участвует в процессе перераспределения нагрузок от внутренних напряжений при твердении цементного камня, играет роль мелкозернистого каркаса и защищает материал от образования трещин
Щебень	Является крупным заполнителем и используется для экономии цемента, а также для создания крупнозернистого каркаса, препятствующего растрескиванию смеси при твердении. Участвует в процессе распределения нагрузок от внутренних напряжений

Как видим, основные компоненты, обеспечивающие протекание реакции твердения (гидратации) — это вода и цемент.

Реакция взаимодействия воды и цемента протекает с выделением тепла.

Основой образования бетонного камня является реакция гидратации цемента, при которой сначала образуется цементное молоко, которое затем достаточно быстро схватывается и образует монолитную камнеподобную структуру. Песок и щебень здесь нужны для обеспечения физических процессов внутри смеси, связанных с перераспределением нагрузок и внутренних напряжений.

Бетон, приготовленный своими руками, твердеет по такому же принципу.

Оптимальный режим

На фото бетонировка происходит в летнее время, которое лучше всего подходит для этого вида работ.

Реакция гидратации цемента неприхотлива и позволяет определить, при какой температуре можно бетонировать, в достаточно широком диапазоне – от 0 до 90 градусов Цельсия. Однако на практике для обеспечения адекватных условий твердения и возможности выполнения работ этот диапазон сокращается от 4 до 30 градусов.

Укладка в помещении является наиболее оптимальной.

Очевидно, что достичь таких условий можно только при стабильной летней погоде или в помещении. Именно поэтому при проведении наружных работ укладывать бетон всегда стараются в летнее время при сухой и не сильно жаркой погоде.

Нормальный режим

Строительство крупных объектов часто не укладывается в рамки одного сезона.

Практика строительства такова, что в реальных условиях далеко не всегда удается организовать работы таким образом, чтобы всегда соблюдались оптимальные условия бетонирования. Поэтому чаще всего приходится говорить о нормальном режиме, при котором возможна работа как в теплое, так и в холодное время года.

Холодным принято считать такое время, при котором температура воздуха опускается ниже +10 градусов. Сразу следует указать, при какой температуре нельзя бетонировать: без дополнительного обогрева нижний предел температуры составляет +4 градуса, с натяжкой можно сказать, что крайним значением является 0 градусов, хотя инструкция такие натяжки исключает.

Межсезонье – не лучшее время для работ.

Также следует учитывать, что для набора марочной прочности бетонное изделие должно простоять как минимум 28 дней при нормальной температуре, а если температура понижена, этот срок заметно возрастает. Поэтому если вы планируете сразу после заливки фундамента выполнять кладку стен, рекомендуем вам бетонировать не позже конца августа – середины сентября.

Работа в жаркое время также накладывает определенные условия: слишком активное испарение влаги приводит к ее недостатку и понижению качества изделия, а также влечет появление поверхностных трещин.

Для того чтобы избежать таких последствий, необходимо ухаживать за бетоном после укладки:

• увлажнять его;
• защищать от сухого ветра;
• прямых солнечных лучей.

Уход за бетоном особенно необходим в жаркое время.

Во время дождя следует следить за тем, чтобы в свежий бетон не попадало много воды, иначе будет нарушено водоцементное отношение и материал потеряет прочность. Для этого опалубку после заливки накрывают водонепроницаемой пленкой или другим материалом, препятствующим попаданию воды.

Во время дождя свежий бетон накрывают пленкой.

Оптимальный температурный режим хранения зимой в домашних условиях

Как и многие другие фрукты, яблоки в процессе хранения выделяют этилен. Это вещество ускоряет созревание плодов и влияет на лежкость овощей и фруктов, которые находятся рядом.

Оптимальный температурный показатель составляет от 0°С до +4°С. При таких условиях этилена выделяется меньше всего, а сами фрукты не утрачивают ни внешний вид, ни вкусовые качества.

Кроме выдерживания температурных показателей на необходимом уровне, следует также поддерживать влажность в пределах 85%.

Сорт	Температура, С	Концентрация СО2 в камерах с РГС, %, V/V	Концентрация О2 в камерах с РГС, %, V/V	Возможная продолжительность хранения, мес.
Бессемянка мичуринская	0-1	3-5	3	5-6
Грушовка верненская	0-1	3-5	3	5-6
Апорт Александр	0-3	3-5	2-3	6-7
Макинтош	0-2	3-5	2-3	6-7
Делишес, Ред Делишес	0-1	2-3	2-3	6-7
Ренет Канадский	3-4	3	3	6-7
Стейман Вайнсеп	0-1	2-5	2-3	6-8
Гренни Смит	0-4	2-5	2-3	6-8
Заилийское	0-4	5-7	14-16	7-8
Заилийское	0-4	3-5	3	8-9
Коричное новое	3-5	2-3	7-8
Пепин шафранный	3-5	2-3	7-8
Уэлси	2	5	3	7-8
Джонатан и его клоны	3-4	5-8	13-16	7-8
Джонатан и его клоны	3-4	3-6	2-3	7-8
Мантуанское	3-6	3	7-8
Ренет Бурхардта	5	3	7-8
Ренет Орлеанский	3-5	3	7-8
Ренет Симиренко	2-3	3-5	3	7-8
Старк, Старкримсон	0-1	3-5	3	7-8
Бойкен	0-1	3-5	3	7-8
Банан зимний	0-1	3-5	3	7-8
Ренет Черненко	3-5	2-3	7-8
Айдаред	2-3	2-3	2-3	8-9
Голден Делишес	0-4	3-5	2-3	8-9
Ренет Шампанский	0-1	3-5	3	8-9
Заря Алатау	2-3	3	8-9
Северный Синап	2-3	2-3	8-9
Розмарин белый	3-5	2-3	8-9

Можно ли повышать градус выше нормы?

При температуре в помещении с яблоками выше, чем +5°С, фрукты начнут вянуть.

Предназначенные для длительного хранения плоды желательно поместить в подходящие условия в течение первых суток после сбора урожая.

Задержка на пару дней для зимних сортов не критична, но при длительном нахождении в тепле урожай будет испорчен очень быстро: фрукты начнут вянуть и терять свои вкусовые качества.

Каковы минимальные показатели выдерживают плоды?

Зимние сорта яблок способны переносить температуры до -1°С в месте хранения. При более низкой — возможно промерзание плодов.

Долгое время находящиеся в замороженном состоянии фрукты будут испорчены. Даже при -2°С и ниже возникают повреждения, вызванные подмораживанием.

Фрукты приобретают:

• стекловидность мякоти;
• общее размягчение.

Предупредить такие проявления можно контролем над температурой, и недопущением ее понижения ниже необходимой. Состояние стекловидности могут приобрести все сорта яблок, которые подверглись заморозке.

Для некоторых видов оптимальным показателем хранения является +3°С — +4°С. При нахождении таких плодов в условиях критической для них температуры даже в 0°С, может наблюдаться низкотемпературный распад, в результате которого:

• кожица буреет;
• мякоть становится коричневой.

Холодовое (низкотемпературное) бурение мякоти начинается с повреждения сначала верхнего слоя, находящегося под кожурой. Постепенно процесс распространяется в глубокие слои.

К требовательным в этом смысле относятся:

• Джонатан;
• Кокс Оранж;
• Мекинтош;
• Канадский ренет и некоторые другие.

Если в хранилище произошло снижение температуры и произошло подмораживание, то ее нужно повышать постепенно.

Процесс выведения плодов из низкотемпературного охлаждения:

1. Повышение температуры в хранилище до 0°С.
2. Повышение до +2°С.
3. Выдерживание 7-14 дней.
4. Анализ состояния плодов.

Перепады — это плохо?

Любые перепады в условиях нахождения яблок для плодов крайне нежелательны. Сильнее всего на собранный урожай влияет смена температур, особенно резкая.

Если колебания происходят в допустимом для хранения диапазоне +/- 1°С, то урожаю ничего не угрожает. Но при значительных перепадах фрукты пропадут, и не пролежат всю зиму.

Как осуществляется заливка бетона зимой в домашних условиях

Для обеспечения нормальной гидратации при пониженной температуре следует разогреть бетонный раствор любым из доступных методов:

• нагревом воды до 80 ⁰С с последующим введением в раствор;
• разогревом тепловой пушкой наполнителя, используемого при замесе;
• повышением температуры емкости смесителя с помощью внешних источников.

Наиболее простой вариант присматривает применение предварительно нагретого бетонного раствора. Эта методика положительно зарекомендовали себя при определенных условиях:

• малых объемах заливаемой смеси;
• выполнении заливки на частных объектах;
• первых заморозках с небольшим снижением температуры.

Введение добавок — самый простой и дешевый способ бетонирования при минусовых температурах

Для обеспечения желаемого результата необходимо руководствоваться следующими рекомендациями:

• использовать цемент высоких марок;
• применять добавки, сокращающие продолжительность твердения;
• правильно подбирать начальную температуру воды.

Выполняйте работы по указанному алгоритму:

1. Подогрейте техническую воду и налейте в емкость бетономешалки.
2. Добавьте необходимый заполнитель согласно рецептуре.
3. Засыпьте цемент, выполняющий функцию связующего компонента.
4. Произведите смешивание, вводя горячую воду до требуемой пластичности смеси.

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.

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.

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.

Сфера применения холодных бетонов

Незатруднительный процесс укладки и экономия, которая обеспечена применением бетонов холодного типа неоспорима. Но они используются достаточно редко, что обусловлено риском появления ржавчины на арматурных сетках и снижения определенных прочностных характеристик. Такие растворы преимущественно применяются для изготовления конструкций неармированного типа:

• оснований для полов и фундаментов;
• изготовления дорожных покрытий;
• отделки дверных и оконных откосов и т. д.

Не рекомендуется использовать холодный бетон для устройства конструкций, подверженных динамическим нагрузкам, или сооружения построек, которые расположены в агрессивных климатических условиях и в зоне с переменной влажностью.

Что происходит в бетоне при замерзании

При нормальном течении процесса отвердевания бетона, влага служит «склеивающим» элементом для частиц цемента. При ее переходе в твердое состояние все процессы останавливаются.

Но это — не единственная проблема. Известно, что при замерзании объем воды увеличивается примерно на 9%. В результате внутри массы бетона образуется повышенное давление.  Если зерна цемента до этого момента еще не набрали некоторого уровня прочности, они под воздействием давления, разрушаются. После рамерзания они уже не обретут свои свойства в полной мере и бетон не будет достаточно крепким.

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

В зимней заливке армируемых фундаментов есть еще один неблагоприятный момент. Сталь — отличный проводник тепла, и она способствует отводу тепла из толщи бетона. Обладая хорошими теплопроводными свойствами, прутки быстро остывают. Вокруг них вода замерзает в первую очередь. Лед оттесняет частицы бетона, на их место приходит пока не замерзшая вода из еще теплых слоев. Она тоже замерзает, еще дальше оттесняя бетон. В результате массив уже не является монолитом: каркас не связан с бетонным камнем. Прочность такого основания после размораживания и окончательного отвердения будет в разы ниже.

Их всех этих процессов следует, что чем меньше воды в несвязном состоянии будет находиться к моменту замерзания, тем меньше будут потери прочности. Путем различных экспериментов и расчетов были определены граничные значения прочности, при которых бетон можно замораживать. Называются  они точкой критической прочности. В зависимости от класса бетона и назначения здания, типа использования сооружения, требуется дождаться созревания некоторых составов на 20%, для других требуется все 100%.

Критическая прочность бетона в зависимости от его марки

Для железобетонов с ненапрягаемой арматурой (тип, который используется в частном домостроении)  она составляет 50%, для фундаментов, которые будут подвергаться попеременной разморозке/заморозке (бани и дачные домики без отопления) — 70%. После достижения этой точки фундамент можно заморозить. После оттаивания все процессы в нем возобновятся. Потери прочности при этом составляют не более 6%.

Использование добавок при заливке бетона

Бетонная смесь прекращает схватывание после замерзания жидкости при отрицательных градусах. Преобразование воды в лед замедляется при включении солей в ее состав. Твердение продолжается при температуре 0°С и ниже, если добавить химические элементы.

Противоморозные компоненты:

• нитрит натрия;
• хлорид натрия + хлорид кальция;
• нитрит натрия + хлорид кальция;
• мочевина + нитрат кальция;
• нитрат-нитрит кальция + мочевина;
• хлорид кальция +мочевина;
• поташ.

Присадки выбираются в зависимости от конструкции, количества арматуры, присутствия вихревых токов, окружающей погоды. Противоморозные компоненты нельзя добавлять при заливке конструкций с напряженной арматурой, упрочненным термически металлом. Модификаторы не применяют при бетонировании сооружений, где впоследствии будет электрификация и появятся вихревые индукционные токи.

Противоморозные добавки замедляют достижение прочности по сравнению со временем схватывания в нормальной среде и без присадок. Поташ приводит к тому, что при -50°С бетон прочнеет только на 75% за 28 суток, тогда как при обычных обстоятельствах смесь бы набрала 100% прочности.

При какой температуре можно класть кирпич без ущерба для строительства?

Обычно строительные работы проводятся в теплое время года. Зима считается не лучшей порой для кладки кирпича и прочих работ. Но в любом правиле есть исключения. Например, когда постройка не выдержит консервации на зиму и может за этот период значительно разрушиться. Прежде чем начинать строительный процесс, нужно выяснить, при какой температуре можно класть кирпич.

Поэтому между кладкой и раствором не происходит процесс гидратации. Даже если в кладке вода не успеет замерзнуть, часть кирпичей покроется льдом. Когда температура воздуха повысится, и лед начнет таять, прочность кладки упадет в два раза. Вода, которая оказалась внутри всей конструкции, тоже растает, и все строение разрушится быстро.

Но, несмотря на все эти тонкости, все же был найден способ по увеличению показателя того, до какой температуры можно класть кирпич. Для этого нужно применять специальный раствор, в который входят противоморозные добавки. С их помощью и было обеспечено снижение температурного предела до -50°С. Такой способ возведения зданий пользуется особой популярностью в местах, где большую часть года температура воздуха ниже нуля.

После того как кладка уложена, остается следить за застыванием раствора. Для этого в кладке делают своеобразные отверстия с пробками, внутри которых с помощью термометра измеряется температура.

Если при застывании невозможно соблюдать тепловой режим, подключается специальное оборудование для обогрева и высыхания кладки. При очень сильных морозах может потребоваться установка дополнительных тепляков. Их монтируют над кладкой. Теперь для строителей вопрос о том, при какой температуре можно класть кирпич, стоит не так остро.

Для качественной работы в минусовую погоду применяют следующие технологии.

Электроподогрев. Это наиболее трудоемкий и энергозатратный способ. Его используют при возведении небольших участков стен. В процессе кладки в раствор помещают электроды, через которые пропускают электрический ток. С его помощью швы просыхают, и образование льда исключено.

Обустройство тепляка. Этот способ отличается высокой эффективностью и экономичностью, но при этом достаточно трудоемкий. На месте, где будет выгоняться стена, устанавливают каркас, на который будут натягиваться полиэтиленовые шторы. Внутри образовавшегося шатра устанавливают источник тепла и начинают строительство. Такой тепляк должен обогреваться продолжительное время, пока кладка не высохнет.

Заморозка. Здесь используют морозостойкий раствор, который после наступления теплой погоды может снова схватываться

В процессе работы важно следить за тем, чтобы на расходном материале не было намерзаний. Если таковые имеются – избавляйтесь от них с помощью инжекционной горелки

Завершающий этап

После того как найден ответ на вопрос о том, при какой температуре можно класть кирпич, и уже заложен фундамент для будущих стен, переходим к завершающим работам. После того как высота стены станет равна высоте первого этажа, устанавливаются сборные перекрытия.

При наступлении оттепели необходимо проследить за состоянием кладки. Дополнительная прочность обеспечивается внутренними поперечными стенами, расстояние между ними не должно превышать 20 метров. Чем чаще расположены поперечные стены, тем прочнее конструкция.

Вот вы и узнали, при какой температуре можно класть кирпичную кладку, и ознакомились со способами укладки кирпича зимой.