Сегодня пятница 29 марта 2024 г. 18:54
сделать стартовой в избранное
О проекте
Контакты
Форум
Размещение рекламы
   
 
 
Логин Пароль  
 
 
запомнить на этом компьютере
регистрация  |  если забыли пароль
 
 
№104ноябрь 2015Строительная площадка
А время ли бетону?
Зимнее бетонирование — большая головная боль строителей. Но у нас в Сибири зима такая и морозы такие, что столбик термометра может держаться в положении ниже нуля полгода, а иногда и дольше. Остановить строительство на столь долгий срок определенно не получится. И бетонные работы — в том числе и в наших широтах — ведутся круглый год, правда приходится организовывать дополнительные мероприятия, применять противоморозные методики и технологии.

Дело, собственно говоря, не в сезонности, а в температуре фазового перехода воды, входящей в состав бетона. При нормальных условиях (таковыми является температура окружающего воздуха 15-25 оC) бетон набирает 70% марочной прочности (в этом состоянии конструкцию можно начинать нагружать) примерно за неделю. И повышение, и понижение температуры бетонная смесь воспринимает без энтузиазма. Если материал перегреть, то химически несвязанная вода испарится, образуются поры, и целостность еще не сформированной структуры нарушится. Если столбик термометра опустится до +5+10 оC, то скорость твердения раствора снизится, и 70% прочности он будет набирать до 3-4 недель. Если похолодает до -4 оC, то вода в молодом бетоне замерзнет, процесс гидратации остановится, и набор прочности прекратится. Поэтому строителям приходится изощряться и обогревать бетон различными способами.

Бетон в «термосе»
Высокая температура является катализатором многих химических процессов, и гидратация цемента — не исключение. В процессе изготовления ЖБИ изделий производители пользуются этим свойством: свежие конструкции пропаривают при температуре +70+80 ?C при повышенной влажности. В результате 70-процентную прочность бетон набирает не неделю, а в среднем 12 часов. 
Когда же речь идет о работах на улице, и создание «жары» оказывается невозможным, желательно обеспечить бетону теплый микроклимат. Самый простой, экономичный и проверенный временем метод — это так называемый «термос». 
Идея в следующем. На площадку доставляется подогретая бетонная смесь — температурой около 25-40 оC. Ее укладывают в утепленную опалубку и сразу после окончания бетонирования укрывают теплоизоляционным материалом — матами из минеральной ваты или пенопластом. В процессе экзотермической реакции твердения бетонной смеси выделяется тепло, кроме того, смесь схватывается за счет тепла, внесенного в нее в процессе приготовления. Специалисты могут точно рассчитать количество энергии, получаемой бетоном, и на основе этих данных вывести оптимальную толщину утеплителя.
«Термос» — это самый простой и экономичный метод, применяемый для работы с бетоном в зимнее время. Но подходит он только для достаточно массивных конструкций, имеющих отношение охлаждающейся поверхности бетона к его объему — так называемый модуль поверхности — не более 6», — говорит начальник лаборатории ООО «Завод ЖБИ №7» Валерий Семёнов.

«Подсолить» бетон
Можно пусть в ход не только законы физики, но и химии. Как известно, вода с примесями, в частности с солями, замерзает при более низкой температуре, чем чистая. На этом и зиждется применение  противоморозных бетонных добавок. Большая их часть основана на хлориде либо нитрите натрия или сульфатах на основе алюминия и железа. 
«Современные противоморозные добавки в своей основе содержат вещества, которые, с одной стороны, снижают точку замерзания воды (например, повышая ее плотность), с другой – являются эффективными ускорителями твердения. Таким образом, бетон не замерзает и продолжает твердеть, но скорость твердения очень низкая, примерно в 5 раз ниже, чем при нормальной температуре 20 оC», — объясняет Валерий Семёнов.
«Согласно ГОСТ 24211-2008 «Добавки для бетонов и строительных растворов. Общие технические условия» противоморозные добавки подразделяются на добавки для «холодного» и «теплого» бетона и раствора. «Холодный» бетон и раствор — бетон или раствор, изготовленный из бетонной или растворной смеси с противоморозной добавкой, постоянно твердеющий при отрицательной температуре. При этом набор прочности в возрасте 28 суток должен составлять 30% и более контрольного состава нормального твердения. «Теплый» бетон и раствор — бетон или раствор, изготовленный из бетонной или растворной смеси с противоморозной добавкой, обеспечивающей незамерзание смеси при отрицательной температуре на время от ее изготовления до начала обогрева забетонированной конструкции. При этом набор прочности в возрасте 28 суток должен составлять 95% и более контрольного состава нормального твердения», — уточняет начальник лаборатории новосибирского производственного подразделения ООО «Сибирский бетон» Александр Мезенцев.
Сама по себе идея «зимних» добавок проста и гениальна, но на деле оказывается, что работает она со множеством оговорок. Во-первых, в ряде случаев использование противоморозных добавок строго запрещено. Например, при бетонировании массивов, гидротехнических сооружений, тоннелей. Да и вообще, правильный выбор ПМД — это своего рода наука, приходится учитывать множество факторов (нагруженность конструкции, условия дальнейшей эксплуатации, наличие арматуры и другие), так что без консультации специалиста здесь не обойтись. 
Во-вторых, введение добавок ведет к удорожанию бетона. Стоимость материала увеличивается на 5-20% — цена во многом зависит не только от компонентов, но и от страны-изготовителя: отечественные оказываются в несколько раз дешевле. 
Поэтому противоморозные добавки — это не панацея. Да, в условиях сибирского климата они используются достаточно широко, но как дополнение к комплексу мер по зимнему бетонированию. В частности, такие «примеси» применяются для того чтобы в процессе транспортирования и укладки бетонная смесь не замерзла, а также на случай временного отсутствия прогрева.
div style="text-align: justify;">Дело, собственно говоря, не в сезонности, а в температуре фазового перехода воды, входящей в состав бетона. При нормальных условиях (таковыми является температура окружающего воздуха 15-25 оC) бетон набирает 70% марочной прочности (в этом состоянии конструкцию можно начинать нагружать) примерно за неделю. И повышение, и понижение температуры бетонная смесь воспринимает без энтузиазма. Если материал перегреть, то химически несвязанная вода испарится, образуются поры, и целостность еще не сформированной структуры нарушится. Если столбик термометра опустится до +5+10 оC, то скорость твердения раствора снизится, и 70% прочности он будет набирать до 3-4 недель. Если похолодает до -4 оC, то вода в молодом бетоне замерзнет, процесс гидратации остановится, и набор прочности прекратится. Поэтому строителям приходится изощряться и обогревать бетон различными способами.

Бетон в «термосе»
Высокая температура является катализатором многих химических процессов, и гидратация цемента — не исключение. В процессе изготовления ЖБИ изделий производители пользуются этим свойством: свежие конструкции пропаривают при температуре +70+80 ?C при повышенной влажности. В результате 70-процентную прочность бетон набирает не неделю, а в среднем 12 часов. 
Когда же речь идет о работах на улице, и создание «жары» оказывается невозможным, желательно обеспечить бетону теплый микроклимат. Самый простой, экономичный и проверенный временем метод — это так называемый «термос». 
Идея в следующем. На площадку доставляется подогретая бетонная смесь — температурой около 25-40 оC. Ее укладывают в утепленную опалубку и сразу после окончания бетонирования укрывают теплоизоляционным материалом — матами из минеральной ваты или пенопластом. В процессе экзотермической реакции твердения бетонной смеси выделяется тепло, кроме того, смесь схватывается за счет тепла, внесенного в нее в процессе приготовления. Специалисты могут точно рассчитать количество энергии, получаемой бетоном, и на основе этих данных вывести оптимальную толщину утеплителя.
«Термос» — это самый простой и экономичный метод, применяемый для работы с бетоном в зимнее время. Но подходит он только для достаточно массивных конструкций, имеющих отношение охлаждающейся поверхности бетона к его объему — так называемый модуль поверхности — не более 6», — говорит начальник лаборатории ООО «Завод ЖБИ №7» Валерий Семёнов.

«Подсолить» бетон
Можно пусть в ход не только законы физики, но и химии. Как известно, вода с примесями, в частности с солями, замерзает при более низкой температуре, чем чистая. На этом и зиждется применение  противоморозных бетонных добавок. Большая их часть основана на хлориде либо нитрите натрия или сульфатах на основе алюминия и железа. 
«Современные противоморозные добавки в своей основе содержат вещества, которые, с одной стороны, снижают точку замерзания воды (например, повышая ее плотность), с другой – являются эффективными ускорителями твердения. Таким образом, бетон не замерзает и продолжает твердеть, но скорость твердения очень низкая, примерно в 5 раз ниже, чем при нормальной температуре 20 оC», — объясняет Валерий Семёнов.
«Согласно ГОСТ 24211-2008 «Добавки для бетонов и строительных растворов. Общие технические условия» противоморозные добавки подразделяются на добавки для «холодного» и «теплого» бетона и раствора. «Холодный» бетон и раствор — бетон или раствор, изготовленный из бетонной или растворной смеси с противоморозной добавкой, постоянно твердеющий при отрицательной температуре. При этом набор прочности в возрасте 28 суток должен составлять 30% и более контрольного состава нормального твердения. «Теплый» бетон и раствор — бетон или раствор, изготовленный из бетонной или растворной смеси с противоморозной добавкой, обеспечивающей незамерзание смеси при отрицательной температуре на время от ее изготовления до начала обогрева забетонированной конструкции. При этом набор прочности в возрасте 28 суток должен составлять 95% и более контрольного состава нормального твердения», — уточняет начальник лаборатории новосибирского производственного подразделения ООО «Сибирский бетон» Александр Мезенцев.
Сама по себе идея «зимних» добавок проста и гениальна, но на деле оказывается, что работает она со множеством оговорок. Во-первых, в ряде случаев использование противоморозных добавок строго запрещено. Например, при бетонировании массивов, гидротехнических сооружений, тоннелей. Да и вообще, правильный выбор ПМД — это своего рода наука, приходится учитывать множество факторов (нагруженность конструкции, условия дальнейшей эксплуатации, наличие арматуры и другие), так что без консультации специалиста здесь не обойтись. 
Во-вторых, введение добавок ведет к удорожанию бетона. Стоимость материала увеличивается на 5-20% — цена во многом зависит не только от компонентов, но и от страны-изготовителя: отечественные оказываются в несколько раз дешевле. 
Поэтому противоморозные добавки — это не панацея. Да, в условиях сибирского климата они используются достаточно широко, но как дополнение к комплексу мер по зимнему бетонированию. В частности, такие «примеси» применяются для того чтобы в процессе транспортирования и укладки бетонная смесь не замерзла, а также на случай временного отсутствия прогрева.
Греем бетон
Ну и, конечно же, бетон можно прогреть уже непосредственно на месте. Для этой цели строители используют электричество — в различных вариациях. Такой метод специалисты считают наиболее продуктивным, хотя он является хлопотным и затратным.
«Электропрогрев является одним из самых эффективных методов ускорения твердения бетона в зимний период, однако он технически сложный и требует наличия на строительном объекте специалистов с соответствующими профессиональными навыками и строгого соблюдения правил техники безопасности. Преимуществом данного метода является то что, при электропрогреве бетон разогревается равномерно по всему сечению конструкции. Производить электропрогрев целесообразно до достижения бетоном 50% проектной прочности, так как дальнейший прогрев требует больших затрат электроэнергии и времени и пересушивает бетон. Объясняется это увеличением электрического сопротивления бетона вследствие выпаривания влаги», — рассказывает Валерий Семёнов.
Около 5-10 лет назад на зимних стройках начали активно применяться термоматы, и в настоящий момент это изобретение уже хорошо зарекомендовало себя в строительной среде. Качество прогрева оказывается достаточно высоким — по сравнению, например, с прогревом бетона проводами. Конструкция греется равномерно, зон локального перегрева, приводящих к трещинам в бетоне, не возникает, а контроль в процессе работы такого не слишком хитрого оборудования нужен минимальный. Если термоматы действительно качественные, то за 12 часов бетон обретает 70-процентную прочность. 
На пути у чудо-средства традиционное препятствие — высокая стоимость. Одним из самых популярных производителей термоматов в России является компания «ФлексиХИТ». Квадратный метр их продукции стоит 2200 рублей. Конечно же, термоматы — приспособление не одноразовое, но служат они обычно не больше года. Если же попытаться сэкономить, то можно нарваться на подделку — таковых сегодня на рынке более чем достаточно. Нечистые на руку производители применяют при изготовлении термоматов «греющую пленку», предназначенную для теплых полов. Для работы с бетоном такой материал не подходит. 
Вариант попроще — использовать для зимнего бетонирования провод нагревательный со стальной жилой (ПНСВ). 
«Наиболее популярен в жилищном домостроении один из видов электропрогрева — обогрев конструкции «греющим проводом». Суть данного метода заключается в том, что перед началом бетонирования в тело конструкции после армирования с определенным шагом устанавливается специальный греющий провод. После того, как бетонная смесь уложена в конструкцию, контур подключается к электрической цепи, в результате чего в проводе создается электрическое сопротивление, и температура провода увеличивается, прогревая конструкцию», — объясняет Александр Мезенцев.
Себестоимость такого метода довольно низкая, но специалисты признаются, что закладка прогревочных петель — процесс долгий и трудоемкий, поэтому от него всеми силами стараются уходить. 
Когда возникает потребность прогреть вертикальные конструкции — колонны, стены, диафрагмы, ПНСВ можно заменить на электроды из арматуры или проволоки катанки. На воткнутые в бетон металлические стержни подается напряжение с того же понижающего трансформатора. Монтируется такая «отопительная» система быстро и просто, греет эффективно, но метод оказывается весьма энергозатратным: один электрод потребляет 45-50 ампер. И в случае использования ПНСВ, и электродов «обогреватель» является одноразовым — провода остаются в теле конструкции. 

Заморозили!
В сибирских условиях бывает и так, что суточный перепад составляет 10-15 оC. Осенью и весной у нас нередко случаются и заморозки, и оттепели. Поэтому легко может случиться так, что бетон все-таки замерзает. Что тогда?
На пользу постройке это в любом случае не пойдет. Специалисты говорят, что «масштаб трагедии» во многом зависит от того, когда именно наступили заморозки. 
«В данном случае нужно понимать, в какой момент замерз бетон. Существует понятие «критической прочности бетона», то есть той прочности, при которой замерзание конструкции уже не опасно. Величина критической прочности варьируется в диапазоне от 30 до 50% от проектной для рядовых бетонов в зависимости от класса по прочности. Набрав такую прочность, конструкция при повышении температуры несколько медленнее, но продолжит твердение», — отмечает Александр Мезенцев.
Когда вода в составе бетона замерзает, она увеличивается в объеме — приблизительно на 8-11%, что разрушает внутреннюю структуру материала.  Пока не потеплеет, конструкция будет обладать некоторой прочностью — за счет сцепления кристаллов льда. Но когда холода отступят, процесс гидратации возобновится, но проектную прочность бетон набрать уже не сможет. Больше всего пострадает верхний слой бетона: вода, как самый легкий компонент, будет стремиться туда, и впоследствии поверхность может попросту облупиться. 
Если речь идет о незначительных кратковременных перепадах температуры, то «помочь» замерзшему бетону довольно легко: его необходимо укрыть — хотя бы ПВХ-пленкой. В этом случае влияние погодных скачков будет не таким заметным, а, когда холода отступят, материал сможет продолжить процесс гидратации.  
Однако в ряде случаев постройку можно уже и не спасти — если до наступления холодов бетон не успел набрать упомянутых 30% прочности.
«Если конструкция замерзла до преодоления порога критической прочности, то в силу действия морозной деструкции последствия могут быть плачевными — вплоть до демонтажа. Обследовав конструкцию, проектировщик в каждом конкретном случае принимает решение о судьбе такого объекта», — комментирует Александр Мезенцев.

СПРАВКА



Производителями поддельных термоэлектроматов традиционно выступают азиатские компании. Греющий слой в них обычно наносится полосками — и это главный признак, по которому можно распознать фальсификат. При нагревании такого мата мощность будет распределяться по этим самым полоскам, то есть неравномерно. Учитывая, что греющий слой крепится к лавсановой основе, высокие температуры оказываются губительны для системы: температура деструкции лавсана — 200 оC. Поскольку перегревы получается локальные, корейские термоматы легко могут загореться. Выход конструкции из строя — самое меньшее, чем могут расплатиться потребители, хотя дело может дойти и до пожара.


Александр Мезенцев
начальник лаборатории Новосибирского производственного подразделения ООО «Сибирский бетон»

«Вопрос производства бетонных и растворных смесей в зимний период и зимнего бетонирования в нашей стране ввиду погодных условий особенно актуален. С позиции производителя в зимний период работы без внимания не остается ни один технологический передел: подогрев сырьевых материалов, изменение загрузки компонентов в бетоносмеситель, постоянный контроль температуры составляющих и самих смесей, предотвращение снижения температуры при транспортировке, использование противоморозных добавок. Строители также должны предпринять целый комплекс мер, позволяющих качественно выполнить работы в соответствии с требованиями всех нормативных документов. Среди этих мер выбор и реализация способа зимнего бетонирования, подготовка основания и арматурного каркаса, изменение способа укладки бетонной смеси, контроль температуры и времени прогрева, а также скорости подъема и опускания температуры при прогреве конструкции».


Валерий Семёнов
начальник лаборатории ООО «Завод ЖБИ №7»

«Для незатвердевшего бетона опасны переходы температуры через 0 оС. Если температура воздуха положительная, ее суточные колебания не оказывают заметного влияния на бетон, так как изменения температуры не происходят мгновенно. Гораздо большее значение имеет влажностный режим — нельзя допускать высыхания бетона»


«Промышленные страницы Сибири» №11 (104) ноябрь 2015 г.

Анна Кучумова.

Новости
 
На форуме БИОТ-2022 пройдет сессия по ESG
Составители рейтингов компаний против промышленников! Панельная дискуссия......
 
 
Ровно через неделю стартует "Металл-Экспо'2022"
С 8 по 11 ноября 2022 г.......
 
 
Подготовка Недели металлов в Москве выходит на финишную прямую
С 7 по 11 ноября в Москве......
 
 
Новинки, инновации сварочной отрасли и бесценные знания на выставке Weldex!
С 11 по 14 октября в Москве,......
 
 
VII Всероссийская неделя охраны труда представила темы деловой программы
VII Всероссийская неделя охраны труда, которая пройдет......
 
 
Посетите главную выставку сварочной отрасли России – Weldex 2022!
      11-14 октября 2022 в Москве,......
 
 
Что будет на рынке металлов и металлоконструкций в ближайшем будущем
С 21 по 23 июня 2022 г.......
 
АРХИВ НОВОСТЕЙ
   
   
© 2006-2017. Все права защищены. «Единый промышленный портал Сибири»
Цитирование приветствуется при условии указания ссылки на источник - www.epps.ru
© Создание сайта - студия GolDesign.Ru