Популярний бетон у будівельній справі завдяки міцності, простоті зведення складних конструкцій і невисокої вартості. Але плюси обернуться мінусами, якщо порушена технологія укладання, під час схоплювання і зміцнення не було належного догляду, а умови не відповідали обов'язковому мінімуму вимог. Стандарти мають на увазі оптимальні, допустимі й екстремальні умови укладання. Розглянемо їх детальніше.
Оптимальні умови для бетонування конструкцій
Вони серйозно обмежені, адже ідеальні параметри довкілля для досягнення марочної міцності позначені так: температура +20°C, висока вологість (80-85%), відсутність вітру і прямих сонячних променів. У реальності така погода рідкість, тому розрахунки первинного схоплювання і зміцнення робляться для діапазону значень:
- Середньодобова температура 10°C – 25°C;
- Вологість 65 – 80%;
- Проведені заходи з захисту залитого об'єму від дії вітру, опадів, грунтових вод і прямих сонячних променів.
Звідси й з'явилося поняття «будівельний сезон», час, впродовж якого заливка суміші не супроводжується дорогими заходами. Потрібно тільки дотримання технології й правильний догляд.
Відхилення параметрів в ту або іншу сторону вважаються для укладання бетону екстремальними. Зупинимося на кожній ситуації детально, але спочатку один з несприятливих варіантів. Заливка розчину в умовах високого рівня грунтових вод. Це низини, прибережні зони, заболочена місцевість і так далі. Щоб успішно вирішити завдання зі звичайним бетоном доведеться зробити наступне:
- Осушити робочу ділянку і провести роботи зі зміцнення стінок і дна котловану;
- Побудувати захист від постійного надходження в котлован (траншею) води;
- Після заливки й досягнення 30-40% міцності облаштувати зовнішню гідроізоляцію;
- До остаточного набору міцності (28 днів) осушувати зону робіт.
Така підготовка серйозно здорожить будівництво, тому в такому випадку рекомендується застосувати гідротехнічний бетон, що прискорить роботу, і моноліт буде довговічним.
Інші відхилення від оптимальних параметрів також потребують використання, якщо не спеціальних марок бетону, то, як мінімум, добавок і інших модифікаторів. Причому потрібні вони, і коли температура занадто низька, і коли занадто висока.
Робота з бетоном в екстремальних умовах
Коли занадто жарко (>+25°C), це погано для залитого об'єму, але ще гірше, коли холодно.
Зверніть увагу! Порогове значення низької температури для нормальної заливки – мінімум 10 днів середньодобове значення має бути не менше +10°C, при цьому протягом доби вона не повинна опускатися нижче нуля.
Плануючи роботи, оціните прогноз погоди, щоб отримати моноліт, а не шматки штучного каменю, що розтріскалися. Чим менше показує термометр, тим довше йде процес цементної гідратації.
Заливка суміші при низькій температурі
Знадобиться забезпечення нормальної температури й вологості в зоні укладання бетону на увесь період, поки йде твердіння. Це опалубка, що обігрівається, облаштування «тепляка» для захисту поверхні, укладання гріючих електродів або кабелів в залитий об'єм. Підтримці внутрішнього температурного балансу сприяє виділення тепла в процесі гідратації, інакше таке укладання було б неможливе. Заходи дорогі, але дозволять використати звичайні марки бетонів для роботи аж до – 10°C. Чим нижче буде температура, тим дорожче буде коштувати комплекс таких робіт.
- Управління властивостями розчину за допомогою основних компонентів суміші:
- Застосовується цемент, сприяючий швидкому схоплюванню і прискоренню набору міцності;
- Міняється водоцементне співвідношення (менше води, більше цементу), що також прискорює процес цементної гідратації;
- Зменшується фракція наповнювача. У дрібнозернистих складах простіше добитися швидкого зміцнення об'єму, оскільки первинна щільність розчинів вища.
- Застосування спеціальних добавок:
- Морозостійкі (протиморозні) дозволять вести заливку при мінусовій температурі;
- Пластифікатори підвищать рухливість (легкоукладуваність) без збільшення кількості води в розчині;
- Водоредукуючі також понизять потребу у воді.
Основне завдання при заливці в холодну пору року – підтримка води в рідкому стані для забезпечення процесу гідратації, поки йде твердіння. Цього домагаються прямим обігрівом або добавками, що перешкоджають кристалізації води.
Побутовий приклад того, як це працює – у - 2 градуси вода замерзне, а огірковий розсіл залишиться рідким (до –6°C).
З підвищенням температури вище за оптимальне значення ситуація прямо протилежна.
Заливка суміші при високій температурі
Першою проблемою буде захист об'єму від погодних умов:
- Тенти, навіси або укриття, що захищають від вітру, прямих сонячних променів і опадів;
- Періодичне зволоження, з метою підтримки поверхні у вологому стані, але без утворення калюж;
- Проведення заливки вечірньої пори, щоб виключити занадто швидкий випар вологи з розчину.
Застосовується корекція складу основними компонентами суміші:
- Застосування підвищеної марки швидкотвердного цементу для прискорення схоплювання і твердіння;
- Підвищення водоцементного співвідношення на користь води;
- Використання наповнювачів більшої фракції.
Застосування спеціальних добавок :
- Пластифікатори та модифікатори, що підвищують і подовжують рухливість складу і перешкоджають обезводненню розчину;
- Добавки, що уповільнюють процес гідратації, що знижує кількість тепла, що виділяється при реакції, усередині залитого об'єму.
Заливка в спекотну пору року потребує виключити занадто швидке обезводнення розчину, особливо перші 2-3 дні. При цьому затвердіння йде від центральної осі до зовнішніх поверхонь. Якщо усередині структура утворилася нормально, то зовнішні шари можуть розтріскатися і зруйнуватися без води.
Друга проблема – надлишок тепла від екзотермічної реакції гідратації, що додатково висушує об'єм. Тому добавками й присадками уповільнюють гідратацію, щоб розподілити підігрівання за часом.
Укладання в спеку спричинить додаткові витрати, менше ніж взимку, але істотні. Намагайтеся правильно планувати роботи, щоб заощадити на будівництві. І ні в якому разі не використайте взимку для прогрівання залитого бетону відкритий вогонь. Вогнетривкість бетону – підтверджений факт, але тільки не в період набору міцності.
Як поведеться бетон при дії відкритого полум'я
При відкритому горінні працюють дві характеристики бетону – висока теплопровідність і вогнетривкі властивості. Усереднена температура плавлення (залежно від марки, типу наповнювача і так далі) в межах 1150-1320°C. Теплопровідність при цьому ~ 2 Вт/м*°С, тобто бетон теплопровідний матеріал.
При дії вогню тільки з одного боку бетонна стіна швидко відводитиме надлишки тепла. Вісь теплопередачі спрямована до іншої сторони стіни, температура якої незабаром зрівняється зі стороною, що нагрівається, і увесь об'єм бетону дуже швидко почне нагріватися. З цієї причини при пожежі у багатоквартирному будинку потрібна термінова евакуація сусідніх квартир.
При тривалій дії вогню руйнування бетону відбувається поетапно:
- 300 °С – штучний камінь стає рожевуватим, починає руйнуватися внутрішня структура;
- 400-600 °С – наповнювачі втрачають зчеплення з цементом, утворюються каверни й дефекти, поверхня набула червоного кольору;
- Понад 800 °С – внутрішня структура зруйнована, з'являються зовнішні тріщини, починається обвалення конструкції. Визначити цей момент можна по поверхні, що набула блідо-сірого кольору.
Цими властивостями користуються вогнеборці, візуально визначаючи температуру горіння усередині будівель. Усередині вогнища з дрів температура досягає +750 °С, тому такий спосіб прогрівання розчину і бетону в зимовий час категорично заборонений.
Підсумуємо
За оптимальних умов досить простого догляду за залитим об'ємом впродовж 7-10 днів. За екстремальних умов потрібний безперервний контроль температури й вологості поверхні, цілісності зовнішніх шарів, відсутності різких перепадів температури в зоні робіт. Завдання морочливі, але якість моноліту буде такою ж, як і залитого в оптимальних умовах.