Прогрев бетона зимой разными способами
На необъятных просторах нашей родины существуют места, где зима длится полгода. Невозможно так долго пережидать морозы, чтобы начать строительство и строить в условиях, точно соответствующих техническим нормам.
Известно, что многие технологические процессы не совместимы с отрицательной температурой воздуха. Речь идет, в первую очередь, о бетоне, который не в состоянии набрать прочность, схватываясь, при температуре ниже нуля.
Чтобы не прерывать процесса строительства, ученые разработали мероприятия, благодаря которым происходит прогрев бетона зимой, что позволяет ему превращаться в камень без потери качества.
Чем температура ниже нуля мешает бетону твердеть
При затворении вяжущего (цемента) и наполнителей (песка и щебня) водой - при производстве бетона - происходит сложная химическая реакция. Заключается она в явлении гидратации: образовании гелевидных частиц, что выглядит как загустевание цемента. Оно происходит из-за образования иглообразных кристаллов по всему объему смеси. Процесс гидратации полностью меняет структуру бетона с алюминатной на силикатную - по истечение 6-8 часов, за которые бетон загустевает., в следующие 16-20 часов он твердеет Затем еще 28 дней он набирает прочность.Так вот, если этому процессу помешает превращение воды в лед - ничего не произойдет: структура цементного раствора не изменится и, даже после размерзания воды, смесь уже не превратится в камень. Поэтому необходимо было изыскать способ, который даст возможность и при отрицательной температуре воздуха цементно-песчаной смеси затвердевать и набирать прочность бетонного камня.
Таких способов нашли несколько, каждый из них определяется теми условиями строительства, под которые был разработан. Самые популярные из них: способ термоса, электронагрева, термоактивной опалубки и паропрогрева. Поговорим о каждом из них.
Прогрев бетона зимой способом «термоса»
Способ основан на свойстве цементно-песчаной смеси, при затворении ее водой, выделять тепло. Получается, что если это тепло сберегать с помощью утепленной опалубки и укрывания наружной плоскости раствора опилками, шлаком или камышитом, тепло может сохраняться внутри конструкции время, нужное для затвердения бетона. Однако это время будет зависеть от объемности конструкции и площади ее теплоотдачи. Рассчитать его можно по формуле:
M=A/V,
где M - степень массивности конструкции, A - площадь теплоотдачи конструкции, а V - ее объем. Условие таково: если М= больше, чем 10, то «метод термоса» при бетонировании будет работать. Если М=8-10, то метод сработает, если смесь прогреть до температуры 60-80°С.
В остальных случаях применение метода не даст нужного результата. Поэтому применяются другие методы, с использованием внутреннего и внешнего подогрева бетонной смеси.
Прогрев бетона с помощью нагревательного кабеля
Обычно используется специальный провод ПНСВ («Провод Нагревательный Сталь Винил» - имеется в виду материал жилы и оболочки), сделанный из одной стальной жилы в ПВХ изоляции; берется сечением 1,2 мм.
Перед заливкой бетона провод закрепляется на каркасе из арматуры. Длину секций и шаг между ними определяют, исходя из напряжения трансформатора (при В=220В, длина составляет 110м, уменьшается пропорционально).
Количество тепла, выделяемое проводами, способно нагреть смесь до 60-70°С, при расходе 50-55 м провода на 1 м³ бетонной смеси.
Электроснабжение проводов осуществляется трансформаторным устройством ППЭБ (3х380В), которое может прогреть 20-25 м³ смеси.
Условия работы следующие:
- Температура окружающей среды не должна быть ниже -25°С.
- Монтаж осуществляется только при фиксации проводов.
- Провода не должны касаться друг друга; минимальное расстояние между ними должно быть 15 мм.
- Места соединения провода с нагревателем должны быть выведены из зоны обогрева.
- К обогреву можно приступать после окончания заливки бетона.
- В конструкции делаются скважины, дающие доступ к проводам, чтобы контролировать ее температуру. Если она превышает норму, следует понижать напряжение в сети.
Способ бетонирования в термоактивной опалубке
Используется в монолитном строительстве. Термоактивной называется стальная опалубка, на которой смонтированы нагревательные элементы и устроена наружная термоизоляция (обычно из стекло- или шлаковойлочных матов толщиной около 50 мм). При использовании опалубки, ее нужно укрывать брезентом или пленкой, не пропускающей воздух, особенно в ветреную погоду.
Термоактивная опалубка применяется разборная, унифицированная и специально разработанная монтажными организациями. Количество энергии, необходимое для прогрева конструкции будет зависеть от ее массивности, температуры основания и окружающей среды, скорости ветра и теплопроводности опалубки.
Для использования опалубки подходит быстротвердеющий портландцемент и шлакопортландцемент. Температура готовой смеси не должна быть ниже +5°С. Основание перед заливкой нужно прогреть до +10°С. Промерзший грунт прогревают на глубину более 50 см - для пучнистых и более 30 см - для непучнистых грунтов. Температура и промерзающего грунта, и смеси в момент заливки д. б. не ниже +15°С.
Способ прогрева бетона с помощью пара
Как известно, одним из условий для твердения и набора прочности бетоном, является влажность. При положительных температурах бетонную поверхность увлажняют, по крайней мере, первые сутки. Поэтому поддержание высоких температур в толще бетона, при его прогреве, может быть чревато неравномерным отвердением бетонного камня и образованием в нем микротрещин. Чтобы этого не происходило, нужно четко выполнять режим прогрева.
Если по каким-то причинам обогрев кабелем изнутри или с помощью термоактивной опалубки невозможен, существует еще один, более энергозатратный, но зато более эффективный способ - паропрогрев.
- Создание благоприятных условий для твердения бетона с помощью тепла и влажности, значительно ускоряют процесс набирания им прочности. При температуре прогревания +70°С в паронасыщенном состоянии, бетон за 25-30 часов наберет такую же прочность, как за 10-15 суток при обычных условиях.
- Способ осуществляется с помощью т. н. «паровой рубашки». Оболочка укрывает конструкцию вместе с опалубкой, чтобы охватить всю ее поверхность парами низкого давления (на расстоянии 15 см).
- «Паровая рубашка» делается из нескольких деревянных щитов, между которыми прокладывается толь. Их плотно подгоняют друг к другу, швы герметизируют, оставляют отверстия для гибких шлангов, по которым через каждые 5-6 м² будет подаваться пар.
- Прогревая перегородки, рубашку устраивают только с одной стороны конструкции.
- Для колонн пар подается снизу через каждые 3,5 м.
- Пар пускают за пол часа до начала заливки бетона, чтобы предварительно прогреть конструкцию.
В устройстве бетонного пола самым важным моментом является его выравнивание. Благодаря появившимся в последнее время пластификаторам решение этой задачи значительно упростилось.
Один из видов фундаментов - монолитный - нуждается в построенной по месту монтажа форме, которая будет предварительно армироваться и в которую будет заливаться бетонная масса. Эта форма называется опалубкой. Какие бывают виды фундаментов и какие существуют типы опалубок можно узнать из следующего текста.
Для того, чтобы в подвале было тепло, следует утеплять фундамент. Чтобы пол первого этажа не выстуживали морозы - нужно утеплять цоколь и стены. Но у утепления отмостки собственная функция, не имеющая отношение к теплоте дома - она служит для охраны фундамента от разрушения подвижными грунтами - не дает грунту промерзать.