Защита бетона от мороза при заливке и схватывании

Потеря прочности и долговечности бетонного монолита - явление, возникающее при нарушении технологии на любом этапе, от смешивания компонентов до заливки и твердения раствора. Распространенной причиной снижения качества бетонных конструкций считается переохлаждение смеси, перемерзание с последующим разрушением структуры монолита. Как предотвратить это явление, можно ли защитить бетонный фундамент и перекрытия от мороза и его негативного воздействия?
Для этого существует несколько средств. Способы защиты бетонных конструкций от разрушения при укладке в зимнее время можно разделить на внутренние и внешние - по характеру воздействия. Кроме того, в ходе сложного процесса взаимодействия компонентов смеси их поведение меняется в зависимости от температуры.

Последствия замерзания бетонного раствораЗащита бетона от мороза при заливке и схватывании

Бетонный монолит оказывается непригодным к эксплуатации, если в ходе заливки и твердения он однажды перемерз. Последующий набор прочности не даст ожидаемого результата, и детали или основания будут не такими прочными, как требует проект. Например, раствор бетона марки М300 потеряет до 20 % прочности на сжатие и до 50 циклов морозостойкости, а это делает конструкцию из него практически непригодной к использованию, опасной, особенно, если она относится к ответственным и полностью нагруженным.
При понижении температуры примерно до 2 С (ниже 3-4 С) в растворе и набирающем прочность монолите начинается нарушение нормальных процессов:

  • замедляется гидратация цемента, практически прекращается образование связующего для наполнителей;
  • при замерзании воды возникают шарики льда, которые, увеличиваясь в размерах, разрывают структурные капсулы связующего вокруг песчинок и ядер щебня;
  • в течение месяца со времени заливки гидратация идет достаточно активно, и в этот период перемерзание даже относительно твердого на вид монолита приводит к его внутреннему разрушению;
  • если бетон замерз, то после отогревания процесс восстановится, но заданной прочности монолит уже не наберет.

Какие меры принимают для того, чтобы бетон не замерзал и не терял качества?

Как предотвратить замерзание раствора и свежего монолита

Комплекс мер по защите бетона от мороза включает несколько способов.

  1. Введение в состав раствора противоморозных составов на этапе производства - при их использовании поддерживается пластичность раствора, а вода не превращается в лед даже при температурах ниже -15 С. 
  2. Использование цементов, процесс гидратации которых сопровождается увеличенным выделением тепла. Такие марки существуют, производители могут рекомендовать их и предупреждать заказчика об изменении в составе. Можно получить эффект внутреннего прогрева пластичной смеси, если добавить в раствор хлористого кальция, но не более, чем 2 % от массы цемента в составе. 
  3. Предварительный нагрев опалубки и арматуры - достаточно довести температуру до положительных значений на момент заливки смеси, чтобы не произошло первичного перемерзания.
  4. Подогрев раствора паром - это эффективный способ, позволяющий отказаться от замешивания бетона на горячей воде. Раствор греют непосредственно на месте, а эффект усиливается, если была организована доставка бетона миксером с предварительным добавлением противоморозных составов. 

С большой осторожностью специалисты относятся к использованию горячей воды. Уже при температуре 60 С раствор может перейти в состояние мгновенного схватывания, а это приведет к отбраковке всей заливки.

Защита нового бетонного фундамента зимой

Для защиты фундамента применяется достаточно простой способ - поверхность засыпают опилками и укрывают брезентом, а с боков, где она уходит в грунт, защищают гидроизоляцией. Если грунт не замерзает на высоких отметках из-за подземных вод, то тепла, выделяемого бетоном при гидратации, хватит для поддержания положительной температуры.

Защита крупных ответственных конструкций и перекрытий

Крупные ответственные конструкции и основания тяжелых сооружений защищают от холода тентами и тепляками, под которыми необходимо поддерживать температуру не ниже 15 С. При этом следует очень внимательно следить за тем, чтобы с боков и снизу, если конструкция не контактирует с грунтом, не происходило переохлаждение монолита.

При каких температурах можно заливать бетон

Оптимальным для нормального твердения бетона на первой стадии считается температурный диапазон 16 - 25 С. При температуре смеси примерно 22 С заливка может производиться без риска разрушения структуры бетона.

Защита бетонной конструкции от холода в первый месяц

Холод распространяется по монолиту древовидно, поэтому от пятна замерзания на поверхности быстро расходится область повреждения структуры, направляясь вглубь и расширяясь. Такие области могут стать причиной разрушения ответственной конструкции через год или два, когда набор прочности полностью завершится, и монолит будут считать однородным. В период набора двух третей прочности - примерно месяц - следует поддерживать в монолите температуру не ниже 15 С, причем особо следить за тем, чтобы не перемерзали открытые части конструкции.

Что происходит с замерзшим бетоном впоследствии

Даже при использовании противоморозных добавок нельзя пренебрегать удержанием тепла как минимум в течение месяца. Практика показывает, что если на первом этапе твердения и набора прочности процесс гидратации был остановлен морозом, то период схватывания продлевается на время, которое бетон провел в пассивном состоянии. Но при этом определить момент восстановления процесса довольно сложно, так как внутренняя часть монолита может долго охлаждать его поверхность.
Исследования разрушенных конструкций привели специалистов к выводу, что после частичного замерзания твердеющего монолита его структура становится пористой. Если гидратация цемента прерывалась, а потом возобновлялась, то в монолите возникают неоднородности, которые в дальнейшем будут по-разному воспринимать нагрузку и реагировать на контакт с водой. Поэтому предотвратить замерзание бетона необходимо с момента его изготовления и как минимум до набора двух третей прочности - не менее месяца с момента заливки.

×

Внимание! Продолжая использовать наш сайт, вы даете согласие на обработку своих персональных данных, в том числе, файлов cookie. Если вы не хотите, чтобы ваши данные обрабатывались, просим вас покинуть сайт.