Při jaké teplotě nalít beton | Jaká by měla být teplota betonu při pokládce – PKF TIBET

Tento článek je převzat z časopisu Concrete Technologies č. 1-2, 2019 „Funkce zimní betonáže“. Autor – V.D. STAROVEROV, Ph.D. tech. věd, docent katedry technologie stavebních materiálů a metrologie St. Petersburg State University of Civil Engineering.

Článek byl napsán společně s technology naší společnosti – D.M. SCHVAB, I.I. SOKOLOV a D.O. POPOV.

Tento článek odhaluje základní požadavky na péči o monolitické betonové konstrukce postavené v zimě. Jsou uvedeny hlavní problémy, s nimiž se stavitelé na stavbách potýkají. Jsou popsány elektrofyzikální vlastnosti „zimních“ betonových směsí, které mají významný vliv na volbu režimu elektrického vytápění.

Proč vznikají problémy při betonáži při mínusových teplotách?

Se zaváděním výsledků vědeckého výzkumu, technického a technologického vývoje založeného na zobecnění praktických zkušeností a moderních materiálů do stavebnictví se výstavba monolitických budov a konstrukcí posunula ze sezónního charakteru na celoroční proces, který umožnil je možné zajistit zrychlené tempo uvádění projektů investiční výstavby do provozu.

Je však třeba poznamenat, že určité problémy stále přetrvávají při výstavbě budov z monolitického betonu a železobetonu. I když je zřejmé, že kvalita a bezpečnost monolitických betonových a železobetonových konstrukcí stavěných při teplotách pod nulou závisí na dodržení technologie práce.

Na základě výsledků zobecnění výsledků terénních pozorování bylo zjištěno, že beton různých zón monolitických konstrukcí je při tepelném zpracování nerovnoměrně zahříván a v okrajových zónách je často zaznamenáno předčasné promrzání. Je také známo, že rozložení teplot na průřezu monolitických konstrukcí udržovaných v zimních podmínkách je nerovnoměrné.

Při záporných teplotách v čerstvě položeném betonu se voda, která nezreagovala s cementem, přemění v pevné skupenství, což má za následek zastavení chemických reakcí s bezvodými cementovými minerály, zastaví se hydratace a beton přestane nabírat na pevnosti. Současně vznikají v betonu vnitřní pnutí vlivem tlaku ledu, způsobené jeho zvětšením objemu (cca 9 %). V tomto případě se při časném zmrazování betonu pod tlakem ledu ničí nízkopevnostní krystalické hydrátové vazby. Následně se při tání voda opět účastní reakcí, obnovuje se pevnost betonu, ale porušené vazby v betonu nejsou zcela obnoveny.

Je také nutné věnovat pozornost skutečnosti, že zamrzání čerstvě položeného betonu je doprovázeno tvorbou ledových vrstev kolem výztuže a plniva, vytlačováním cementové pasty z výztuže a plniva, což vede k částečné nebo úplné ztrátě adheze mezi těmito konstrukčními prvky a formovací matricí.

Dohromady tyto procesy vedou k degradaci fyzikálních a mechanických vlastností betonu, ztrátě tuhosti a únosnosti konstrukčních prvků.

Zimní způsoby betonování

K vyřešení tohoto problému je samozřejmě nutné zajistit podmínky, za kterých má beton čas získat „kritickou“ pevnost. Pro zajištění požadované rychlosti nabírání pevnosti betonu v zimním období je proto nutné vytvořit podmínky, za kterých se aktivují probíhající hydratační procesy.

Je známa řada způsobů zimní betonáže. Mezi nejpoužívanější patří:

— použití betonu s nemrznoucími přísadami;
— technologie tepelného zpracování (elektrický ohřev nebo použití různých chladiv);
— technologie předehřívání betonové směsi.

V druhém případě je nutné dodatečně zohlednit ustanovení
SP 70.13330.2012 (tabulka 1), omezující teplotu betonové směsi.

Při betonáži v zimě je také nutné počítat s vlivem samovolného ohřevu betonu vlivem exotermie cementu. V tomto případě je pro zimní betonovou směs vhodné přejít na bezaditivní portlandské cementy, nežádoucí je použití cementů s vysokým obsahem minerálních přísad, které při nízkých teplotách tvrdnou pomalu a vyžadují větší spotřebu energie při tepelném zpracování. Současně by se měla zvýšit spotřeba cementu. Současně přebytek cementu a porušení režimu tepelného zpracování betonu vedou k přehřívání betonu a v důsledku toho ke vzniku trhlin, které snižují nosnost konstrukce.

Volba teplotních a vlhkostních podmínek pro zrání betonu v zimních podmínkách se provádí na základě ekonomické a technologické proveditelnosti (tabulka 2) z následujících metod:

– pomocí termoskové metody. Měl by být používán při zajištění počáteční teploty kladeného betonu v rozmezí od 5 do 10 o C a následném udržení průměrné teploty betonu v tomto rozmezí po dobu 5-7 dnů;
— s použitím nemrznoucích přísad;
— s elektrickým tepelným zpracováním betonu (elektrodový ohřev, indukční ohřev a elektrický ohřev pomocí různých typů elektrických topných zařízení);
– s ohřevem betonu horkým vzduchem, ve sklenících.

Pro získání vysoce kvalitního železobetonu je nutné přísně dodržovat teplotní režim vytápění, který je rozdělen do tří stupňů:

— nastavitelná rychlost nárůstu teploty;
— izotermická expozice, jejíž doba trvání závisí na typu konstrukce (zahřívaná do dosažení požadované pevnosti betonu). Zpravidla se toho dosáhne ve fázi izotermického ohřevu kritická síla beton (tabulka 3);
— nastavitelná rychlost ochlazování konstrukce (tabulka 4) s následným odstraněním bednění s přihlédnutím k teplotnímu rozdílu mezi vnějšími vrstvami betonu a vzduchu.

Metody elektrického tepelného zpracování zahrnují ohřev elektrod, indukční ohřev a elektrický ohřev pomocí různých typů elektrických topných zařízení.

Nejpoužívanější je ohřev elektrod. Ohřev betonu se provádí teplem generovaným elektrickými dráty s vysokým odporem. Topné dráty se zpravidla pokládají přímo do pole monolitické železobetonové konstrukce, aby ji ohřívaly zevnitř. Elektrody nebo topné dráty se připojují k síti po položení a zhutnění betonové směsi.

Zahřívání elektrod by mělo být zpravidla prováděno, dokud beton nedosáhne více než 50 % své projektované pevnosti. Pokud požadovaná pevnost betonu překročí tuto hodnotu, pak by mělo být další vytvrzování betonu zajištěno termoskou metodou.

Pro ochranu betonu před vysycháním při ohřevu elektrod a zvýšení rovnoměrnosti teplotního pole v betonu s minimální spotřebou energie je třeba zajistit spolehlivou tepelnou a vlhkostní izolaci povrchu betonu.

Zvláštní pozornost je třeba věnovat skutečnosti, že dobu trvání izotermického ohřevu stanoví stavební laboratoř na základě zkoušení konkrétních složení betonu za specifických teplotních a časových podmínek. Zobecněné závislosti získané zpět v SSSR nejsou zpravidla přesné.

Shrneme-li praktické zkušenosti, můžeme konstatovat, že hlavními problémy zimní betonáže stále zůstávají nedostatečná kontrola teploty tvrdnutí betonu (a tedy kontrola pevnosti v tomto období) a porušení technologie ohřevu betonu v monolitických konstrukcích. .

Ve stavebních podmínkách při nízkých teplotách je nepochybně obtížné organizovat správné sledování dynamiky nárůstu pevnosti betonu v reálném čase. V souvislosti s tím vyvstává problém se stanovením přesného času, během kterého beton nabývá dané pevnosti, a kdy lze ohřev zastavit. Jednou z možností řešení této problematiky by mohlo být vypracování nového návrhu bednění s technologickými otvory, které umožní přístup ke konstrukci pro nedestruktivní zkoušky až do odstranění bednění.

Stojí za to věnovat zvláštní pozornost jednomu z aspektů porušení technologie vytápění – problému „spalování“ elektrod. Poměrně běžný jev je pozorován při přechodu z „letních“ betonových kompozic na „zimní“, kdy se do betonové směsi zavádějí nové složky – protimrazové přísady (AMD). To se vysvětluje změnami elektrických a termofyzikálních vlastností betonových směsí. Navíc se zavedením PMD lze snížit teplotu betonové směsi při jejím ukládání do bednění, což přirozeně vede k výraznému zvýšení jejího elektrického odporu. Například při teplotě čerstvě položeného betonu 5 o C může jeho měrný odpor dosáhnout 1000 Ohm*m. Při teplotě asi 0 o C se jeho elektrický odpor zvýší na (30-40) Ohm*m, zatímco za normálních podmínek je tato hodnota (4-25) Ohm*m. To samozřejmě vytváří problémy během počátečního období ohřevu betonu, způsobené nutností zvýšení napětí s následnou úpravou. Současně se zvýšením teploty betonu během ohřevu elektrody dochází k odpařování vlhkosti, což také vede ke zvýšení elektrického odporu. V tomto případě nemůže elektrický proud při nastaveném napětí takový odpor překonat a napětí je nutné zvýšit.

V procesu údržby betonu je tedy nutné neustále sledovat a upravovat elektrické napětí. Bez zohlednění měnících se elektrických parametrů betonu při jeho zahřívání se může v blízké elektrodové zóně vyskytnout zvýšená proudová hustota, což vede k „vyhoření“ oceli a „vaření“ betonu v kontaktní vrstvě.

Pochopitelně pouze laboratorně lze u betonu konkrétního složení stanovit jejich elektrofyzikální parametry (elektrický odpor atd.), které budou vypočteny pro určení režimu elektrického ohřevu. Aby se to potvrdilo, byly provedeny experimenty ke stanovení vztahu mezi složením betonové směsi a elektrickou vodivostí.

Ve složení betonových směsí byly použity cementy různých výrobců a různé druhy přísad (a jejich kombinace): ST 3.0.5 (ST 3.0.5) – komplexní superplastifikátor na bázi polykarboxylátu pro transportbetonové a maltové směsi; ST Antifreeze AF (ST Antifreeze AF) je nemrznoucí přísada do betonu a malt, která má za následek urychlení tvrdnutí; ST Antifreeze AF 4 (ST Antifreeze AF 4) – nemrznoucí přísada do betonu a malt na bázi vícemocných alkoholů; ST Antifreeze AF 8 (ST Antifreeze AF 8) je nemrznoucí přísada na bázi komplexu solí a látek zvyšujících rychlost hydratace; ST Antifreeze AF 8.1 (ST Antifreeze AF 8.1) je nemrznoucí přísada na bázi komplexu solí kyseliny chlorovodíkové a inhibitorů koroze.

Pro provedení výzkumu bylo vytvořeno experimentální nastavení pro měření elektrické vodivosti betonové směsi. Jedná se o krychlový kontejner o rozměrech 20x20x20 cm, do kterého byla uložena betonová směs (tab. 5) v objemu 7 litrů a zhutněna na laboratorním vibračním stole. Dvě protilehlé strany formy jsou vyrobeny z kovu pro zajištění vedení proudu. Na tyto čela byly připojeny svorky pro napájení napětím 220V; Po 5 minutách byla změřena aktuální pevnost a teplota čerstvě položeného betonu. Získané výsledky jsou uvedeny v tabulce 5.

Výsledky stanovení elektrické vodivosti betonové směsi jsou na obr. 1. Obr.

Je zřejmé, že při přechodu na „zimní“ betonáž a zejména v případě použití protimrazových přísad do betonových směsí je nutné ujasnit si vlastní režim elektrického vytápění a ve fázi nárůstu teploty jej rychle upravit.

Můžete také získat bezplatnou konzultaci o výběru PMD.

telefonicky: 8 (800) 555 29 32
e-mailem: [email protected]
по WhatsApp: +7-981-948-85-20

Můžete položit otázku nebo zanechat komentář k tomuto článku v naší skupině VKontakte!

Máte nějaké dotazy? Kontaktujte nás!

Telefon: 8 (800) 555 29 32

Přihlaste se k odběru našeho e-mailového zpravodaje, ať vám neuniknou nové články!
Подписаться на рассылку

Každý kompetentní stavitel ví o závislosti betonu na teplotě. A při betonování je třeba vzít v úvahu vlhkostní a teplotní podmínky, protože na tom přímo závisí pevnost budoucí konstrukce, její spolehlivost a odolnost proti vysokému zatížení. Pro dobrý výsledek je třeba vybrat správnou značku betonu a dodržovat technologii výroby řešení, ale je také nutné zajistit správné vytvrzení. Prozradíme vám, jakou teplotu beton potřebuje, aby získal pevnost a jak s řešením pracovat v různých ročních obdobích, aby nedošlo k chybám.

Vlastnosti lití a hydratace betonu

Po nalití betonu prochází 2 fázemi:

1. Uchopení. Během této fáze se tekutý beton mění v pevný beton. Tento proces obvykle trvá od 6 do 20 hodin.
2. Kalení. V této fázi beton dosahuje 90 % požadované pevnosti. Doba trvání procesu závisí na značce betonu a podmínkách tvrdnutí, obvykle trvá až 28 dní. Poté beton pomalu tvrdne po celou dobu své životnosti.

Proces, při kterém směs cementu a vody tvrdne, se nazývá hydratace. Spustí se ihned po smíchání ingrediencí, ale netuhne hned. Když se hotová směs nalije z míchačky betonu do bednění, začnou fáze tuhnutí a tuhnutí.

Pokud je venkovní teplota +5°C, proces tuhnutí začíná během několika hodin po nalití a trvá asi 10 hodin. Je-li teplota +20°C, vytvrzování začíná do 3 hodin po zalití do bednění. A stavební odborníci tvrdí, že je optimální nalít beton při teplotě +5 až +30 stupňů. Teplota samotné směsi je také důležitá: v teplé sezóně by měla být až +30 stupňů a v chladném období – až +70 stupňů. Toho lze dosáhnout zahřátím složek roztoku teplým vzduchem nebo párou. Za takových podmínek směs ztvrdne dostatečně rychle a bez defektů.

Závislost betonu na teplotě

Tuhnutí betonové směsi začíná od okrajů a postupně se přibližuje ke středu. Vzniká v důsledku ztráty vody a tvorby krystalické hmoty. Zde je návod, jak teplota ovlivňuje tento proces:

• Při teplotě +15 – +25 stupňů beton tvrdne v prvním týdnu a může získat až 70% pevnosti. K dosažení maximální tvrdosti bude trvat až 28 dní. Pro udržení vlhkosti může být povrch pokryt fólií nebo vlhkou pytlovinou.
• Když teplota klesne na +5 stupňů, proces se zpomalí 2-5krát a maximální pevnost směsi je možné získat pouze za několik měsíců.
• Pokud teplota klesne ještě dále, může dojít k narušení struktury betonu: vznikají mikrotrhliny, které snižují pevnost betonové konstrukce.

Nezkušené stavebníky a dělnické zákazníky často zajímá teplota, při které se beton lije venku, aby byla zachována jeho kvalita. Je třeba pamatovat na to, že při teplotách pod nulou voda v betonu zamrzá, ale pokud se jí podařilo získat minimální požadovanou pevnost, po rozmrazení bude dále tvrdnout. Pokud však není dosaženo kritické pevnosti, zmrzlá voda se rozšíří a její molekuly zničí vytvořené vazby roztoku. Materiál se stane křehčím a poréznějším, což výrazně sníží jeho životnost. Pro základy je důležité, aby byl beton pevný.

Minimální požadovaná pevnost závisí na jakosti betonu. Pro předpjaté konstrukce je toto číslo na úrovni 70 %, pro řešení M100, M150 stačí 50 %, pro stupně M200, M25 a M300 stačí 40 % a pro M400 a M500 – 30 %.

Jak zvýšit teplotu betonové směsi při lití

1. Používejte mrazuvzdorné betonové směsi nebo přísady. Jejich cena je velmi vysoká, ale účinně zlepšují kvalitu betonu a může tvrdnout při teplotách až -20 stupňů.
2. Pro zahřátí teplým vzduchem použijte elektrické topení nebo horkovzdušné pistole.
3. Zahřejte vodu na ředění cementu na +70-90 stupňů, písek a drcený kámen – na +50-60 stupňů.
4. K promíchání složek použijte vyhřívanou míchačku a zvyšte dobu míchání, aby se beton zcela zahřál.
5. Napařte strukturu speciálními autoklávy, když dosáhne pevnosti asi 85 %.
6. Betonovou konstrukci zakryjte fólií, pěnovým plastem nebo jinou izolací na několik dní.

Další metodou je zahřátí výztuže, pokud je v betonové konstrukci nějaká.

Lití betonu v létě

Letní období je považováno za jedno z nejlepších pro lití betonu: teplota je vhodná pro rychlé a spolehlivé vytvrzení. Ale intenzivní horko není lepší než chladné dny. Pokud je venku více než +30 stupňů, pak chemické reakce ve směsi způsobí její expanzi. Krystalická struktura se vytvoří příliš rychle, což způsobí zvýšené vnitřní pnutí. To může vést k tomu, že v budoucnu celá betonová konstrukce jednoduše praskne.

Pokud potřebujete pracovat s betonem, teplota by měla být do 25 stupňů a betonovat můžete brzy ráno nebo večer. Je také důležité chránit roztok před příliš rychlým odpařováním vody. K tomu můžete povrch pokrýt pilinami nebo pískem, navlhčit nalitou konstrukci nebo namočit dřevěné bednění.

Vlastnosti nalévání na podzim

Teplota tuhnutí betonu se na podzim mění, proto je důležité vyvarovat se chyb, aby byla konstrukce odolná a pevná. Pro práci na podzim je třeba zvážit následující funkce:

• Betonování je nejlepší provést na začátku podzimu, kdy je pravděpodobnost mrazů nízká.
• Hlavní část práce musí být provedena před zamrznutím pevnosti, včetně betonu prolomení značky kritické pevnosti. Je třeba se také vyvarovat náhlých změn teploty.
• Při práci s betonem musíte zvolit suché období bez deště, protože jinak se vzduch a půda navlhčí a tvrdnutí roztoku je obtížnější.

Pro normální hydrataci by alespoň prvních pár dní nemělo pršet.

lití betonu v zimě

Zkušení stavitelé nedoporučují betonovat v zimě, zvláště pokud mluvíme o oblastech s chladným klimatem. Ale z mnoha důvodů může být nutné provádět práce v zimě. Zejména v chladném období se beton nalévá na písčité půdy, aby se zabránilo zřícení základové jámy.

Nuance lití betonové směsi v zimě:

1. Úzké příkopy je obtížné kopat pomocí strojů a proces může být velmi obtížné kopat ručně.
2. Inertní materiály (písek, drť), které vyplňují spodní vrstvu příkopů, „chytají“ chlad. Pokud pak teplota stoupne, může vytvořený polštář během tání ztratit svou hustotu, což také způsobí deformaci samotného betonového základu.
3. V chladném počasí se bednění a hydroizolační materiály stávají křehčími.
4. Výztuž, pokud je svařována při záporných teplotách, se teplem roztahuje. To vede k dodatečnému namáhání betonové konstrukce a může způsobit praskliny.

V chladném počasí se nelze obejít bez speciálních přísad a zahřívání betonové směsi a zahřívání nalitého základu.

Konečně,

S ohledem na doporučení odborníků o teplotě, při které by měl být beton nalit, je lepší to udělat na začátku podzimu nebo koncem jara. V létě je bezpodmínečně nutné vyhnout se extrémnímu horku a v zimě mohou práce vést ke zničení konstrukce. Pro zajištění vynikajících stavebních výsledků je nutné pečlivě sledovat povětrnostní podmínky a důsledně dodržovat úpravy technologie betonáže za každého počasí.

Pokud chcete zaručit úspěšné lití betonu při jakékoli teplotě, je lepší se před zahájením práce poradit s odborníky. Tým PKF „TIBET“ vám pomůže vybrat optimální materiály a správně vypočítat počet komponentů a mrazuvzdorných přísad. Dáme pracovní doporučení pro betonáž v každém ročním období, aby se předešlo problémům s pevností a bezpečností stavby v budoucnu.