Продукция
Особенности климата и географического положения РФ диктуют свои требования к проведению круглогодичных строительных работ. Независимо от погодных условий заливка бетона должна проводиться в сроки, определенные графиком строительства. Минусовые температуры зимнего сезона негативно сказываются на процессе гидратации бетона, снижая его прочностные свойства. Для проведения бетонных работ в холодное время разработаны несложные технические мероприятия, учитывающие физико-химические особенности бетонных смесей.
Влияние низких температур на гидратацию бетонных смесей
Затвердевание бетонной смеси является результатом гидратации цемента – химической реакции между цементом и водой. Клинкерные составляющие цемента присоединяют воду и образуют кристаллогидраты, заполняющие весь объем залитого водой цемента. В конечном итоге цементный клей, имеющий первоначально жидкую или пластичную консистенцию, переходит в состояние твердого цементного камня. Процесс гидратации цемента принято разделять на две стадии:
- первая стадия – схватывание (или загустевание);
- вторая – твердение (или упрочнение).
Это важно! Без присутствия воды реакция гидратации, приводящая к образованию бетона, невозможна!
- Стадия схватывания цемента
Стадия схватывания цемента является достаточно непродолжительным по времени процессом, протекающим в течение первых 24 часов «жизни» созданной цементной смеси. При смешивании воды с цементом происходит химическая реакция, приводящая к образованию иглообразных кристаллов гидросиликатов кальция. Гидросиликатные кристаллы и частицы цемента, еще не вступившие в реакцию, начинают формировать между собой прочные пространственные связи. По мере развития этих связей и нарастания объемов образующихся гидросиликатов происходит загустевание цементной смеси, называемое схватыванием цемента.
Оптимальными условиями для развития гидратации цемента является диапазон температур от +10 до +20 градусов С. В этом случае схватывание цемента начинается приблизительно через 2 часа после затворения водой цемента. Уже через 6-8 часов формируется гидросиликатный скелет, определяющий прочностные свойства цементного камня.
- Стадия твердения цемента
Твердением цемента является процесс, начинающийся в объеме замешанной смеси непосредственно после схватывания цемента. Твердение цемента (или бетона на его основе) происходит постепенно и растягивается на месяцы и годы. Принятый в строительных работах срок твердения 28 суток обеспечивает показатели прочности заявленной марки отвердевшего бетона при нормальных температурных условиях.
При изменении температурных условий ниже +10 градусов С происходит резкое замедление скорости процесса гидратации. Длительность схватывания растягивается до 15-20 часов. При температуре ниже +5 градусов С гидратация цемента практически останавливается. Дальнейшее понижение температуры ниже точки замерзания воды приводит к тому, что влага, содержащаяся в цементном растворе, замерзает, образуя ледяные кристаллы. Между кристаллами льда и частицами цемента отсутствуют какие-либо пространственные связи. Избыточная влага в растворе, не используемая для гидратации из-за низкой температуры, замерзает в капиллярных порах твердеющего бетона, существенно увеличивая свой объем. Возникают силы внутреннего давления, разрушающие структуру бетона. Вместо прочной бетонной структуры в опалубке присутствует смерзшаяся влага с частицами наполнителей.
Методы предотвращения замерзания воды
Чтобы реакция гидратации цемента проходила при отрицательных температурах, необходимо предотвратить процесс образования ледяных кристаллов в затворенном водой цементе. В реальных условиях строительства в зимнее время необходимо обеспечить такие условия для заливки бетонной смеси, чтобы реакция гидратации протекала в соответствии с нормированными сроками набора прочности бетона. В практике реализуются следующие методы:
- Применение химических добавок, понижающих температуру замерзания воды, в качестве компонента при изготовлении бетонной смеси (холодное бетонирование). Благодаря химдобавкам удается проводить заливку при температурах в пределах минус 15-20 градусов С.
- Активный прогрев бетонной смеси после заливки с использованием тепла внешних источников (электроток, пар, термоматы).
- Поддержание стабильной температуры внутри залитого бетона с использованием укрывных материалов, утепленной опалубки.
Заключение
Комплексное применение методов по заливке бетонных составов в зимнее время позволяет расширить возможности современного строительства при возведении объектов гражданского и промышленного предназначения.
