Популярен бетон в строительном деле благодаря прочности, простоте возведения сложных конструкций и невысокой стоимости. Но плюсы обернутся минусами, если нарушена технология укладки, во время схватывания и упрочнения не было должного ухода, а условия не соответствовали обязательному минимуму требований. Стандарты подразумевают оптимальные, допустимые и экстремальные условия укладки. Рассмотрим их подробнее.
Оптимальные условия для бетонирования конструкций
Они серьезно ограничены, ведь идеальные параметры окружающей среды для достижения марочной прочности обозначены так: температура +20°C, высокая влажность (80-85%), отсутствие ветра и прямых солнечных лучей. В реальности такая погода редкость, поэтому расчеты первичного схватывания и упрочнения делаются для диапазона значений:
- Среднесуточная температура 10°C – 25°C;
- Влажность 65 – 80%;
- Проведены мероприятия по защите залитого объема от воздействия ветра, осадков, грунтовых вод и прямых солнечных лучей.
Отсюда и появилось понятие «строительный сезон», время, в течение которого заливка смеси не сопровождается дорогими мероприятиями. Требуется только соблюдение технологии и правильный уход.
Отклонения параметров в ту или иную сторону считаются для укладки бетона экстремальными. Остановимся на каждой ситуации подробно, но сначала один из неблагоприятных вариантов. Заливка раствора в условиях высокого уровня грунтовых вод. Это низины, прибрежные зоны, заболоченная местность и т.д. Чтобы успешно решить задачу с обычным бетоном придется сделать следующее:
- Осушить рабочий участок и провести работы по укреплению стенок и дна котлована;
- Построить защиту от постоянного поступления в котлован (траншею) воды;
- После заливки и достижения 30-40% прочности обустроить внешнюю гидроизоляцию;
- До окончательного набора прочности (28 дней) осушать зону работ.
Такая подготовка серьезно удорожит стройку, поэтому в данном случае рекомендуется применить гидротехнический бетон, что ускорит работу, и монолит будет долговечным.
Другие отклонения от оптимальных параметров также потребуют использования, если не специальных марок бетона, то, как минимум, добавок и прочих модификаторов. Причем нужны они, и когда температура слишком низкая, и когда слишком высокая.
Работа с бетоном в экстремальных условиях
Когда слишком жарко (>+25°C), это плохо для залитого объема, но ещё хуже, когда холодно.
Обратите внимание! Пороговое значение низкой температуры для нормальной заливки – минимум 10 дней среднесуточное значение должно быть не менее +10°C, при этом в течение суток она не должна опускаться ниже нуля.
Планируя работы, оцените прогноз погоды, чтобы получить монолит, а не растрескавшиеся куски искусственного камня. Чем меньше показывает термометр, тем дольше идет процесс цементной гидратации.
Заливка смеси при низкой температуре
Потребуется обеспечение нормальной температуры и влажности в зоне укладки бетона на весь период, пока идёт затвердевание. Это обогреваемая опалубка, устройство «тепляка» для защиты поверхности, укладка греющих электродов или кабелей в залитый объем. Поддержанию внутреннего температурного баланса способствует выделение тепла в процессе гидратации, иначе такая укладка была бы невозможна. Мероприятия дорогие, но позволят использовать обычные марки бетонов для работы вплоть до – 10°C. Чем ниже будет температура, тем дороже будет стоить комплекс таких работ.
- Управление свойствами раствора с помощью основных компонентов смеси:
- Применяется цемент, способствующий быстрому схватыванию и ускорению набора прочности;
- Меняется водоцементное соотношение (меньше воды, больше цемента), что также ускоряет процесс цементной гидратации;
- Уменьшается фракция наполнителя. В мелкозернистых составах проще добиться быстрого упрочнения объема, поскольку изначальная плотность растворов выше.
- Применение специальных добавок:
- Морозостойкие (противоморозные) позволят вести заливку при минусовой температуре;
- Пластификаторы повысят подвижность (удобоукладываемость) без увеличения количества воды в растворе;
- Водоредуцирующие также снизят потребность в воде.
Основная задача при заливке в холодное время года – поддержание воды в жидком состоянии для обеспечения процесса гидратации, пока идет затвердевание. Этого добиваются прямым обогревом или добавками, препятствующими кристаллизации воды.
Бытовой пример того, как это работает – в -2 градуса вода замерзнет, а огуречный рассол останется жидким (до –6°C).
С повышением температуры выше оптимального значения ситуация прямо противоположная.
Заливка смеси при высокой температуре
Первой проблемой будет защита объема от погодных условий:
- Тенты, навесы или укрытия, защищающие от ветра, прямых солнечных лучей и осадков;
- Периодическое увлажнение, с целью поддержания поверхности во влажном состоянии, но без образования луж;
- Проведение заливки в вечернее время, чтобы исключить слишком быстрое испарение влаги из раствора.
Применяется коррекция состава основными компонентами смеси:
- Применение повышенной марки быстротвердеющего цемента для ускорения схватывания и затвердевания;
- Повышение водоцементного соотношения в пользу воды;
- Использование наполнителей более крупной фракции.
Применение специальных добавок:
- Пластификаторы и модификаторы, повышающие и продлевающие подвижность состава и препятствующие обезвоживанию раствора;
- Добавки, замедляющие процесс гидратации, что снижает количество выделяемого при реакции тепла внутри залитого объема.
Заливка в жаркое время года потребует исключить слишком быстрое обезвоживание раствора, особенно первые 2-3 дня. При этом затвердение идёт от центральной оси к наружным поверхностям. Если внутри структура образовалась нормально, то внешние слои могут растрескаться и разрушиться без воды.
Вторая проблема – избыток тепла от экзотермической реакции гидратации, дополнительно высушивающей объем. Поэтому добавками и присадками замедляют гидратацию, чтобы распределить подогрев по времени.
Укладка в жару повлечёт дополнительные расходы, меньше чем зимой, но существенные. Старайтесь правильно планировать работы, чтобы сэкономить на строительстве. И ни в коем случае не используйте зимой для прогрева залитого бетона открытый огонь. Огнеупорность бетона – подтвержденный факт, но только не в период набора прочности.
Как себя поведет бетон при воздействии открытого пламени
При открытом горении работают две характеристики бетона – высокая теплопроводность и огнеупорные свойства. Усредненная температура плавления (в зависимости от марки, типа наполнителя и т.д.) в пределах 1150-1320°C. Теплопроводность при этом ~ 2 Вт/м*°С, то есть бетон теплопроводный материал.
При воздействии огня только с одной стороны бетонная стена будет быстро отводить излишки тепла. Ось теплопередачи направлена к другой стороне стены, температура которой вскоре сравняется с нагреваемой стороной, и весь объем бетона очень быстро начнёт нагреваться. По этой причине при пожаре в многоквартирном доме требуется срочная эвакуация соседних квартир.
При продолжительном воздействии огня разрушение бетона происходит поэтапно:
- 300 °С – искусственный камень становится розоватым, начинает разрушаться внутренняя структура;
- 400-600 °С – наполнители теряют сцепление с цементом, образуются каверны и дефекты, поверхность приобретает красный цвет;
- Свыше 800 °С – внутренняя структура разрушена, появляются внешние трещины, начинается обрушение конструкции. Определить этот момент можно по поверхности, приобретающей бледно-серый цвет.
Этими свойствами пользуются огнеборцы, визуально определяя температуру горения внутри зданий. Внутри костра из дров температура достигает +750 °С, поэтому такой способ прогрева раствора и бетона в зимнее время категорически запрещен.
Подведем итоги
При оптимальных условиях достаточно простого ухода за залитым объемом в течение 7-10 дней. При экстремальных условиях требуется непрерывный контроль температуры и влажности поверхности, целостности внешних слоёв, отсутствия резких перепадов температуры в зоне работ. Задачи хлопотные, но качество монолита будут таким же, как и залитого в оптимальных условиях.