Не дай замерзнуть!

Бойко Н. Не дай замерзнуть! // Строительство и реконструкция . . 7 ноября 2003 (№ 11) . С. 22-24

Современное строительство немыслимо без бетона. По оценкам специалистов, сегодня мировой объем его применения составляет около 2 млрд. м3 в год. Растет использование этого материала и отечественным строительным комплексом.



Это вызвано тем, что сегодня в Украине из существующих технологий возведения зданий и сооружений наиболее перспективным считается монолитное строительство - возведение конструктивных элементов из бетоносодержащей смеси с использованием специальных форм (опалубки) непосредственно на строительной площадке. Данная технология значительно расширяет возможности архитекторов при проектировании, кроме этого конструкции зданий получаются бесшовными и, что вполне очевидно, монолитные здания лучше сберегают тепло. Вместе с тем в монолитном строительстве имеются и свои сложности, главная из которых - проблема ускорения твердения бетона, особенно в холодное время года.

Немного теории

Зимнее бетонирование в условиях отрицательных температур, а в строительстве такой считается температура ниже +5?С, имеет свои особенности. И связано это в первую очередь, с тем, что понижение температуры в бетоне ниже 0?С приводит к приостановлению процесса твердения, вплоть до оттаивания. И если бетон не наберет определенной прочности, то при наступлении положительных температур, из-за низкой прочности возможны разрушение конструкций и аварии. Сегодня эта проблема решается различными средствами, способными создать твердеющему бетону оптимальные температурно-влажностные условия.

Методы прогрева бетона

Технология зимнего бетонирования в основном базируется на применении различных методов прогрева бетона с его последующим выдерживанием до достижения нормативных значений критической и распалубочной прочности. В зависимости от вида конструкции и температуры наружного воздуха используются различные методы прогрева бетона:

? термос;

? применение противоморозных добавок и ускорителей твердения;

? предварительный разогрев бетонной смеси перед укладкой в опалубку;

? обогрев бетона монолитных конструкций нагревательными проводами (метод электропрогрева);

? применение ?теплого? бетона;

? термоопалубка и др.

Метод термоса основан на применении утепленной опалубки с устройством сверху защитного слоя. Бетонную смесь температурой 20-80?С укладывают в утепленную опалубку, а открытые поверхности защищают от охлаждения. При проектировании термосного выдерживания бетона подбирают тип опалубки и степень ее утепления. Сущность метода термоса состоит в том, чтобы бетон, остывая до 0?С, должен набрать критическую прочность. Учитывая это, назначают толщину и вид утеплителя опалубки. Утепление опалубки выполняют без зазоров и щелей, особенно в местах стыкования теплоизоляции.

По окончании бетонирования утепляют верхние открытые поверхности, при этом теплотехнические свойства этого утеплителя должны быть не ниже, чем у основных элементов опалубки. Опалубку и утеплитель демонтируют по достижении бетоном критической прочности. Поверхности распалубленной конструкции ограждают от резкого перепада температур.

Применение противоморозных добавок и ускорителей твердения -наиболее простой, эффективный и чаще всего применяемый метод твердения бетона при отрицательных температурах. Выбор модификатора противоморозного действия зависит от типа и условий эксплуатации объекта строительства. По мнению специалистов, применение добавок целесообразно в сочетании с дополнительным подогревом.

Предварительный разогрев бетонной смеси перед укладкой в опалубну. Бетонная смесь разогревается, укладывается в опалубку, уплотняется, укрывается теплоизоляцией и выдерживается до достижения бетоном требуемой прочности. Предварительный разогрев дает возможность за 5-12 мин. (в зависимости от плотности заполнителя бетона) разогреть бетонную смесь до температуры 60-80?С, путем включения материала в электрическую цепь как сопротивление, быстро уложить ее в конструкцию, уплотнить, укрыть теплоизоляцией с последующим термосным выдерживанием до достижения бетоном требуемой прочности.

Обогрев бетона монолитных конструкций нагревательными проводами (метод электропрогрева). Сущность этого способа заключается в закреплении на арматурном каркасе (перед укладкой бетонной смеси в опалубку) нагревательных проводов определенной длины. Длина и количество нагревателей определяются расчетом. Теплота, выделяемая нагревательными проводами при прохождении по ним тока, передается бетону и распределяется в нем путем теплопроводности. Этот метод позволяет разогреть бетон до +50-60?С. Однако во избежание появления температурных напряжений в бетоне и образования микротрещин, специалисты рекомендуют использовать мягкие режимы обогрева, с температурой изотермического прогрева не более +40?С.

Применение ?теплого? бетона. Суть этого метода сводится к повышению внутреннего запаса тепла за счет предварительного подогрева компонентов бетона до расчетной температуры в условиях завода. В первую очередь нагревают воду до 80?С, как наиболее теплоемкий материал, а щебень и песок нагревают до 40?С. Подогрев компонентов бетонной смеси стимулирует реакцию гидратации между водой и цементом и таким образом, ускоряет твердение смеси и набор прочности. Кроме того, как показывает практика, прочность такого бетона выше, чем подогретого уже после укладки.

Термоопалубка (греющие опалубки) - многослойные щиты, которые оснащены нагревательными элементами и утеплены. Теплота через палубу щита передается в поверхностный слой бетона, а затем распространяется по всей его толщине. Обогрев бетона таким способом не зависит от температуры наружного воздуха. Основное требование, предъявляемое к термоопалубке - равномерность распределения температуры по опалубке щита. В качестве нагревательных элементов применяют трубчатые электронагреватели (ТЭНы), греющие провода и кабели, гибкие тканевые ленты, а также нагреватели, изготовленные из нихромовой проволоки, композиции полимерных материалов с графитом (углеродные ленточные нагреватели) и токопроводящими элементами и др.

Специалисты отмечают, что греющие опалубки значительно увеличивают затраты на строительство, в условиях отрицательных температур. Именно поэтому в Украине термоопалубка при зимнем бетонировании не применяется.

Рассматривая зимнее бетонирование следует отметить, что каждый из методов прогрева бетона сам по себе или в комбинации с другими позволяет вести бетонные работы при различной температуре окружающей среды.

Противоморозные добавки

Для соблюдения технологических процессов и облегчения работы строителей в зимний период, на украинском рынке представлен широкий выбор противоморозных добавок и ускорителей твердения бетона, а также материалов и оборудования для прогрева и утепления бетона.

Химические противоморозные бетонные добавки предлагают нашим застройщикам как отечественные, так и зарубежные производители. Среди украинской продукции наиболее известны: Ceresit CC72 (производитель ?Хенкель Баутехник (Украина)?, Релаксол (Запорожье), Дофен (Донецк) и некоторые другие химические добавки.

Ceresit СС72- эффективная противоморозная добавка к бетонам и цементным растворам. Применяется для обеспечения выполнения бетонных, кладочных, монтажных и других работ, изготовления железобетонных конструкций, устройства покрытий из растворных смесей при отрицательных температурах.

Добавку вводят в приготовленную сухую смесь, находящуюся в смесителе, или вводят через загрузочное устройство и еще раз перемешивают. Насыпной вес - 1,14 кг/дм3. Температура применения - от -10?С и выше.

Релаксол- противоморозная добавка (антифриз) используется при производстве товарного бетона в зимних условиях и в условиях пониженных температур, с целью обеспечения необходимых технологических свойств бетонной смеси.

Антифриз вводится с водой затворения при приготовлении бетонной смеси. При этом увеличивает тепловыделение и интенсифицирует гидратацию цементов, что способствует росту ранней прочности бетона, снижает температуру льдообразования воды затворения. Дозировка - от 1,5 до 4 % массы цемента по сухому веществу.

Пластификатор Дофен, повышающий марочную прочность бетона, плотность, водонепроницаемость, морозо- и коррозийную стойкость изготавливает научно-производственная фирма МОДИФ (Донецк). Украинским застройщикам известна и импортная ?антиморозная? продукция.

Антифриз OC12-Frostschutz (BE) - продукция компании Schomburg (Германия), понижает температуру замерзания свежего бетона. Данная продукция позволяет производить бетонные работы в холодное время года. Используется для всех марок бетонов по нормам DIN 1164. Количество добавляемого ОС12-Frostschutz (BE) при температуре воздуха -10?С составляет 1% веса цемента, или 10 г на 1 кг цемента. В бетонную смесь антифриз вводится в виде порошка вместе с цементом.

?Генератор? тепла ADINOL-RАPID, компании ISOMAT (Греция), инициирует экзотермическую реакцию и ускоряет набор ранней прочности бетонной смеси, что позволяет вести бетонирование при температуре до -10?С. Антифриз ADINOL-RAPID добавляется в воду при приготовлении бетона или в готовую смесь перед бетонированием - 1-2 кг на 100 кг цемента, в зависимости от желаемого времени схватывания. Не снижает конечную прочность бетона.

Ускоритель затвердения бетона FRIGIDOL ОСР, фирмы DEITER-MANN (Германия), используется для ускорения набора прочности растворов и бетонов в условиях отрицательных температур наружного воздуха. Высокая прочность достигается очень быстро, что позволяет избежать разрушительного воздействия мороза на конечный продукт. Продукция используется и для ускорения затвердевания бетона или раствора при изготовлении изделий из бетона в заводских условиях и производстве работ на строительных площадках.

Добавка FRIGIDOL ОСР ускоряет реакцию между цементом и водой. Выделение тепла гидратации, прогревающего растворы и бетоны изнутри, начинается раньше. Общий процесс затвердевания бетона и раствора ускоряется, набирается высокая первоначальная прочность. Окончательная прочность также возрастает, в зависимости от качества цемента. Температура проведения работ до -15?С.

Присутствует на украинском рынке противоморозная продукция и других зарубежных производителей, в том числе таких как:

? ADDIMENT (Германия) - средство ADDIMENT BE5, дающее возможность выполнять бетонные работы при температуре до -15?С постоянно или до -10?С кратковременно.

? INDEX S.p.A. (Италия) - сухая морозоустойчивая добавка для цементного раствора и бетона BETONSAN.

Известна украинским застройщикам и продукция российских производителей. Широкий выбор противоморозной продукции говорит о том, что она пользуется спросом. Специалисты считают, что применение специальных вяжущих и противоморозных модифицирующих добавок - это наиболее простой и эффективный метод твердения бетона при отрицательных температурах. При этом они отмечают, что выбор наиболее рационального и эффективного модификатора противоморозного действия зависит в конечном итоге от типа и условий эксплуатации строительных объектов, определяемых в соответствии с требованиями нормативно-технической документации, а также стоимости противоморозных добавок.

Средства электротермообработки

Кроме противоморозных добавок на украинском рынке широко представлены различные материалы для утепления и оборудование для прогрева бетона. При зимнем бетонировании, для обеспечения твердеющему бетону оптимальных температурно-влажностных условий, предусматривается утепление опалубки, укрытие неопалубленных поверхностей монолитных конструкций гидро- и теплоизолирующими материалами, устройство ветрозащитных ограждений и тому подобные мероприятия, направленные на сохранение тепла, содержащегося в уложенном бетоне (подробно о теплоизоляционных изделиях, см. ?С&р? - №10 за 2003 год в материале ?Теплее не бывает?.

К оборудованию, предназначенному для прогрева бетона относятся различные нагревательные системы, теплогенераторы, слюдопластовые нагреватели, греющие кабели, термоактивные гибкие покрытия, сетчатые нагреватели и другие греющие элементы. Практически все это оборудование сегодня реализуется на украинском рынке. Например, нагревательная система для подогрева бетона в зимних условиях представлена продукцией компании DEVI (Дания). Основу системы составляет нагревательный кабель deviflex?.